選択肢を前にした 若者が答えるべき問題は、 正確には、何を
　　　　　　　　したらよいかではなく、 自分を使って 何をしたいかである。

                                                               　　　　　  　        ピーター・ドラッガー

                              　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Peter Ferdinand Drucker
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Nov. 19, 1909 － Nov. 11, 2005 

【量子ドット工学講座３０：最新高効率太陽電池技術事例】

●　特開2016-225546  光電変換素子　シャープ株式会社　他

量子ドットを有する太陽電池は、化合物太陽電池に、量子ドットを有する量子ドット層を挿入した構造
である。このような構造により、量子準位を介した二段階の光励起によって、未利用だった波長域の光
吸収（母体材料のバンドギャップより小さいエネルギーのフォトンの吸収）が可能となり、光電流を増
加させることができる。量子ドット間の電子的結合により、超格子ミニバンド形成する場合、量子ドッ
トで生成されたキャリアは、超格子ミニバンド中を移動し、光励起によってｐ型及びｎ型の母体半導体
領域へと移動し、外部より取り出される。

現在、量子ドット層を有する太陽電池では、量子ドット層で生成されたキャリアの取り出し効率が極め
て低く、光電変換効率が低い。①この要因の一つとして、量子準位（超格子ミニバンドを含む）を介し
た二段階の光吸収効率が低いことが考えられ、特に、二段階光吸収のうち、二段階目の光吸収に該当す
る量子準位から伝導帯への吸収帯域が一段階目の光吸収に該当する価電子帯から量子準位への吸収帯域
と比べて狭く、また、二段階目の光吸収帯域と太陽光スペクトルとの整合性が低いことから、一段階目
の光吸収は十分である一方、二段階目の光吸収が不十分であることが課題となっている。

②一方、波長変換材料を用いることで、太陽電池の効率を向上させる研究開発も行われている。透過損
失となる２つの光吸収ピーク間の波長領域内の光を、長波長側の光吸収ピークの光に波長変換すること
により、光電変換できる光の波長範囲を広くして、光電変換効率の向上を図っている。しかし、光電変
換効率を向上に、波長変換材料によって、二段階目の光吸収に該当する量子準位から伝導帯への光学遷
移に対応する波長の光に変換する開示がない。

【課題を解決するための手段】

ここで提案される光電変換素子は、障壁層と量子層とが交互に繰り返し積層された超格子半導体層と、
入射した光の波長を変換する波長変換材料を含む波長変換層と、を備え、波長変換層は、入射した光を、
この超格子半導体層の伝導帯の量子準位から伝導帯の連続準位への光学遷移に対応する波長光に変換す
る。つまり、下記の９つの構成ような量子準位を介した二段階光吸収における二段階目の光吸収を効率
的に起こすことで、光電変換効率を向上させることができる構成技術が提案されている。

 Dec. 28, 2016

【符号の説明】

１…基板、２…バッファ層、３…ＢＳＦ層、４…ベース層、５…超格子半導体層、６…エミッタ層、
７…窓層、８…コンタクト層、９…ｐ型電極、１０…ｎ型電極、１１…波長変換層、１２…金属膜
１２、５１…障壁層、５２…量子ドット層、５３…量子ドット、１００…太陽電池

【要約】

光電変換素子は、障壁層５１と量子ドット層（量子層）５２とが交互に繰り返し積層された超格子半導
体層５と、入射した光の波長を変換する波長変換材料を含む波長変換層１１とを備える。波長変換層１１
は、入射した光を、超格子半導体層５における伝導帯の量子準位から伝導帯の連続準位への光学遷移に
対応する波長の光に変換することで、光電変換素子の光電変換効率を向上させる。

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １１】

●　事例研究：磁気軸受を使った風力発電装置

【特開2017-002885揺動運動による発電機構】

従来、この種の風力発電システムとしては、下記特許文献１に示すように、主軸の上下端に永久磁石を
配置し、これらに対向する永久磁石を軸受け部分に設けた磁気軸受けを備える風力発電装置が知られて
いる（特開２００１－１３２６１７ 風力発電装置）。

しかし、従来の風力発電システムでは、非接触の磁気軸受けにより接触抵抗を無くして発電効率を高め
ることができるものの、①磁気軸受けに加えて、②発電装置を別途構成する必要があり、装置構成が複
雑となるという問題があった。特に、縦型の小型風力発電装置では、簡易な構成で複数台設置可能とす
ることで発電量を増やす事業形態であるところ、装置構成が複雑で１台当たりのコストが嵩むことはビ
ジネス上大きな障害となる。

そこで、この新規考案では、①簡易な構成で、②回転負荷を低減して、③低風速起動を可能とし、発電
量を向上させることができる風力発電システムを提供する。上記目的を達成のために、第１発明の風力
発電システムは、垂直方向に立設された主軸と、主軸に取り付けられた風車と、主軸の下部に設けられ
た発電装置とを備える風力発電システムにおいて、発電装置が、主軸の下部に取り付けられ、①周方向
に交互に極性が異なるように永久磁石を配置させたロータと、②これを取り囲む複数のヨークと、③こ
の回りに巻線されたコイルとを有するステータとを備え、④これとヨークとの間の磁気吸引力（能動型
磁気軸受）により、主軸を浮上させることを特徴とする。

第３の風力発電システムは、第１または第２のシステムで、ロータの下部に設けられたロ
ータ側補助永久磁石と、ステータに設けられ、補助永久磁石と逆極性に対向配置されたス
テータ側補助永久磁石とを備え、ロータ側補助永久磁石とステータ側補助永久磁石により、
主軸の浮上を補助することを特徴とする。このシステムによれば、主軸に掛る重力が多く
なった場合にも、主軸の下端に設けられた①ロータ側補助永久磁石と②ステータ側補助永
久磁石の反発力により、主軸が上方に押し上げられ、主軸に掛る重力が多くなった場合に
も、磁気軸受けを別途設ける必要がなく、簡易な構成で回転負荷を低減して低風速起動を
可能とし、発電量を向上させることができる。

【発明を実施するための形態】

図１を参照して、本実施形態の風力発電システムについて説明すると、風力発電システムは、フレーム
Ｘを介して垂直方向に立設された主軸１と、主軸１に取り付けられた風車２と、主軸１の下部に設けら
れた発電装置３とを備える。主軸１は、フレームＸとの間にベアリングＹを介して回転自在に支持され、
風車２の回転に対応して回転する。風車２は、縦方向に延びる一対のブレード２１，２１と、主軸１に
連結されブレード２１，２１を支持する支持アーム２２，２２とを備える（下図１）。

図１

特開2016-194262

【符号の説明】

１…主軸、１´…回転軸、２…風車、３…発電装置、３´，３´´…ケーシング、２１…ブレード、
２２…支持アーム、３０…ロータ、３１，３１´…回転体、３２，３２´…永久磁石、４０…ステータ、
４１…筺体、４１ａ，４１ａ´，４４ａ…アジャストスクリュー、４２，４２´…ヨーク、４３…コイ
ル、Ｘ…フレーム、Ｙ…ベアリング（軸受）

下図２に示すように、発電装置３は、主軸１の下部に取り付けられたロータ３０と、ロータ３０を取り
囲むように設けられたステータ４０とを備える。ロータ３０は、ジョイント部１０を介して主軸１と連
結された回転軸１´に取り付けられた回転体３１と、回転体３１の外周面において周方向に極性が異な
るように放射状に配置された複数の永久磁石３２とを備える。ステータ４０は、筺体４１の内面に支持
された複数のヨーク４２と、ヨーク４２の回りに巻線されたコイル４３とを備える。

筺体４１は、発電装置３本体のケーシングの上面３´にアジャストスクリュー４１ａを介して、上下方
向に調整可能に支持される。なお、ケーシングの上面３´と筺体４１との突き当たり部分にはガイド（
防振ゴム）４１ｂが取り付けられている。ヨーク４２は、ロータ３０の永久磁石３２と対向してロータ
３０を外周から取り囲む。なお、ヨーク４２の外側端部は互いに連結されて環状となっていてもよい。
これにより、ロータ３０をステータ４０内に挿入すると、ロータ３０の永久磁石３２と対向するヨーク
４２との磁気吸引力により、図２のようにロータ３０がヨーク４２の中央位置（中心方向および上下方
向の中央位置）で浮上保持される。

図２

なお、筺体４１と発電装置３本体のケーシングの上面３´との間のアジャストスクリュー４１ａを調整
することにより、前記中央位置を調整することができ、ロータ３０を介して主軸１の上下方向の位置を
調整することができる。コイル４３は、ヨーク４２の回りに巻線され、ロータ３０の回転によるヨーク
４２内の磁束の変化により交流の誘導電流が発生する。また、ロータ３０およびステータ４０には、必
要に応じて、それぞれロータ側補助永久磁石３４およびステータ側補助永久磁石４４が設けられる。ロ
ータ側補助永久磁石３４は、ロータ３０の下部に下向きに取り付けられ、ステータ側補助永久磁石４４
は、ステータ４０の底面４０´にロータ側補助永久磁石３４と逆極性に対向配置される。これにより、
ロータ３０の永久磁石３２と対向するヨーク４２との磁気反発力により、ロータ３０および主軸１の浮
上が不十分な場合に、ロータ側補助永久磁石３４およびステータ側補助永久磁石４４の反発力によりロ
ータ３０を上方に押し上げて浮上させることができる。

なお、ステータ側補助永久磁石４４は、ステータ４０の底面４０´にアジャストスクリュー４４ａを介
して、上下方向に調整可能に支持される。そのため、ロータ側補助永久磁石３４とステータ側補助永久
磁石４４との間のギャップを調整することで、ロータ３０を上方に押し上げる反発力を調整することが
できる。以上のように構成された風力発電システムによれば、風がブレード２１，２１が受けることに
より回転すると、支持アーム２２，２２を介してその回転が主軸１の回転となる。このとき、主軸１は、
回転軸１´を介して下部に設けられたロータ３０が、ヨーク４２との間の磁気吸引力（ロータ側補助永
久磁石３４およびステータ側補助永久磁石４４が設けられる場合にはこれらの間の反発力）により、浮
上状態とすることができる。

このように主軸１を浮上状態とすることにより、主軸１の軸受け部分であるベアリングＹの軸受け荷重
を軽減することができ、回転負荷を大幅に低減して低速起動を可能とすることができる。さらに、ベア
リングＹに掛る軸受け荷重は、筺体４１と発電装置３本体のケーシングの上面３´との間のギャップを
アジャストスクリュー４１ａにより調整することができる（図中の矢印参照）。加えて、ロータ側補助
永久磁石３４およびステータ側補助永久磁石４４が設けられる場合にはアジャストスクリュー４４ａに
より、ロータ側補助永久磁石３４とステータ側補助永久磁石４４との間のギャップを調整することでも、
ベアリングＹに掛る軸受け荷重を調整することができる（図中の矢印参照）。

また、水平方向において、ロータ３０を取り囲むようにステータ４０を設けるオーバーハング構造とす
ることで、ロータ３０とステータ４０との間のベアリングを省略することができ、軸受け負荷部分を無
くすることができ、回転負荷をさらに低減することができる。加えて、ロータ３０を取り囲むようにス
テータ４０を設けるオーバーハング構造とすることで、主軸１の縦方向の振動に対して許容性を持たせ
ることができ、ロータ３０とステータ４０との間のベアリングと併せて用いられるフレキシブルカップ
リングやフレキシブルシャフト等についても不要となる。このように、本実施形態の風力発電システム
によれば、簡易な構成で回転負荷を低減して低風速起動を可能とし、発電量を向上させることができる。

次に、図３を参照して、本実施形態の発電システムの変更例について説明する。なお、上記実施形態と
同一の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。この場合、回転軸１´に設けられたロ
ータ３０´は、その外周面が上部から下部に拡径したテーパ形状となっている。

具体的には、ロータ３０´は、回転体３１´の外周面が上部から下部に拡径したテーパ形状となってお
り、その外周側に永久磁石３２´が外周面において周方向に極性が異なるように放射状に配置される。
また、この場合のステータ４０´は、筺体４１´の内面に取り付けられたヨーク４２´の内周面がロー
タ３３０´の外周面に対応して上部から下部に拡径したテーパ形状となっている。なお、ヨーク４２´
の内周面は、ヨーク４２´の制作上、階段状となっていてもよい。

図３

筺体４１´は、発電装置３本体のケーシングの下面３”上において、アジャストスクリュー４１ａ´を
介して上下方向に調整可能に支持される。また、筺体４１´とケーシングの下面３”との間の付き当た
り部分にはガイド（防振ゴム）４１ｂ´が取り付けられている。かかる本実施形態の発電システムの変
更例によれば、磁気吸引力がロータ３０とヨーク４２との間の水平方向となる前記実施形態に比して、
ロータ３０´を引き上げるようにテーパ面に垂直な斜め上方の磁気吸引力を発生させることができる（
図中の矢印）。

このとき、筺体４１´と発電装置３本体のケーシングの下面３”との間のアジャストスクリュー４１ａ´
を調整することにより、その中央位置を調整することができ、ロータ３０´を介して主軸１の上下方向
の位置を調整することができる。これにより、主軸１に掛る重力が多くなった場合にも、簡易な構成で
回転負荷を低減して低風速起動を可能とし、発電量を向上させることができる。なお、かかる本実施形
態の発電システムの変更例においても、主軸１に掛る荷重が大きい場合などに、ロータ側補助永久磁石
３４とステータ側補助永久磁石４４を補助的に設けるようにしてもよい。

ここで掲載した垂直型風力発電システムがわたしがこれら開発しようとするイメージに近いものである。

●　これからのオールウインドシステム Ⅲ

 【反撥型磁気軸受技術動向】

２　反発型磁気軸受の磁気力

２－１ 反発力の計算

反発型磁気軸受の軸受部は軸方向に着磁したリング状の２つの永久磁石を極性を合わせて内外輪で組み
合わせた構造とし、ローター側磁石とステーター側磁石の間の磁気反発力により軸を支持する．以下で
はローター側磁石を内輪、ステーター側磁石を外輪と呼ぶ．図2.1 のように内外輪磁石を微小要素に分
割し、微小要素の間に生じる磁気反発力をクーロンの法則を用いて求め、それを磁石の極面全体につい
て積分して反発型磁気軸受に生じる磁気力を計算する。図2.1 は同一水平面に投影して表している。

なお、以下では、内輪に関する物理量を添え字Ａ、外輪に関する物理量を添え字Ｂを用いて表す。時刻
ｔにおける内輪の不つりあい~e 方向のx 軸方向からの回転角度をψ＝ωｔ とする。半径方向の分割数
をｎr、円周方向の分割数をｎψとする。ｘ半径方向は内側から、内輪の微小要素の要素番号をｊ（＝１
、２･･･、ｎr）、外輪の要素番号をκ（＝１、２･･･、ｎr）、とし、円周方向はｔ＝０の配置において、
x 軸上から、内輪の要素番号をｊ（＝１、２･･･、ｎr）、外輪の要素番号をｌ（＝１、２･･･、ｎr）と
する．x 軸方向から角度 ψ＋ψA の位置にある内輪微小要素（ｉ、ｊ）の形心Ａij とx 軸方向から角
度ψB の位置にある外輪微小要素外輪要素（k、l） の形心Ｂkl について考える。形心とは、微小要素
の電荷を円周方向に沿って集めたときの中心点である。ここで角度Ａ、Ｂは、 内外輪の隣り合う要素の
形心間の角度Δψ＝２π／ｎψを用いて、次のように表すことができる。

　　      　　　　　　ψA＝ｊΔψ、ψB＝ｌΔψ　　　　　　　　              　　　（2,1）

 

また，内輪要素の形心Ａi*、外輪要素の形心Ｂk（＊＝１、２･･･ｎω） のｚ軸からのxy平面での位置ベク
トル~a、~b の大きさをγa（＝｜~a｜）、γb（＝｜~b｜）とすると次式となる。ここでベクトル~a，~b
はxy 平面にある。

以上のように、参考論文は数式と羅列されていくがこれは割愛し、解説図と要点のみ掲載する。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

　　　　　
 

  ●　今夜の一曲

ピアノ四重奏曲 ピアノと弦楽のための四重奏断章

ハープと弦楽器のみで演奏される、静謐感に満ちた美しい楽章であることから、別名「愛の楽章」とも
呼ばれる。『亡き子をしのぶ歌』第２曲「なぜそんな暗い眼差しで」及び『リュッケルトの詩による５
つの歌曲』第3曲「私はこの世に忘れられ」との関連が指摘される。 中間部ではやや表情が明るくなり、
ハープは沈黙、弦楽器のみで憧憬を湛えた旋律を出す。この旋律は、終曲でも使用される。休みなく第
５楽章へ繋がる。ルキノ・ヴィスコンティ監督による映画『ベニスに死す』で使用されたことで有名と
なり、しばしば単独で演奏される。 なお、楽章の表題は「アダージェット」であるが、演奏指示は、
Sehr langsam (非常に遅く)となっている。一般に１０分前後の演奏時間であるが、マーラーとメンゲル
ベルグは約７分で演奏（出典：Wikipedia)。

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　リスクが富を生む。　　　　／　　　　ピーター・ドラッカー

　　　　　　　　　　　                             　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Peter Ferdinand Drucker
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Nov. 19, 1909 － Nov. 11, 2005 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １２】

●　事例研究：バイオミメティクスを応用したブレード形状

【特開2016-188697  とんぼの翅構造の一部を模した翼】

 
ディズニーチャンネルのテレビアニメキャラーのカモノハシパリーがなんともかわいい、「フィニアス
とファーブ」。ところで、この鴨嘴を模った流線型の新幹線への設計反映は、産業の技術開発や物づく
りに、生物が持っている優れた機能を模倣して生かそうとする「バイオミメティクス」の一例である。

このように、生物の中で、とんぼは、特別の飛行能力を有している。とんぼは、長い2対の翅を持って
いて、これをそれぞれ交互にはばたかせて飛行するが、翅を止めて滑空することも出来る。また、高速
移動をしたり、空中でホバリングしたり、瞬時にスピードや方向を変えることすら出来る。さらに、飛
行時の騒音もほとんどなく、しかも驚くほどの省エネ飛行を実現している。しかし、このトンボのよう
に自由自在に空を飛ぶことの出来る機械はまだ存在しない。通常の航空機等の翼と比較してみたい。航
空機の翼やプロペラ、風力発電の翼、タービン翼、スクリュー、扇風機の羽根、へリコプターやオート
ジャイロの回転翼、ドローンのプロペラなどをはじめ翼構造が使われている機械は多く存在する。これ
を風力発電のブレードに応用しようとする新規考案が提案されている。

これらの航空機や風力発電等の翼やプロペラは長年の技術革新の積み重ねで現在のものとなっているが、
今なお、世界各地でトラブルを起こすことがしばしばある。これらの翼に対して、とんぼの翅は軽く丈
夫にできている。翅脈というスジが，網の目のようになって骨組みとなり，その間に透明な膜が張られ
ている。とんぼの翅の断面を見てみると折れ線グラフのようにがたがたしている。一見すると、この翅
でどうして飛べるかとても不思議である。しかし、良く調べてみると、気流の中では、とんぼの翅の凹
部では気流が渦となってくるくるとボールベアリングのように回転する。これによって、とんぼの翅上
面の流れは翅下面と比較すると非常に早く流れることからベルヌーイの定理により、揚力を得て翅は上
方に浮くこととなる。

従来の翼理論からすると、とんぼの翅に気流の渦が出来ることは失速しやすく、性能が劣ると考えられ
ていた。しかし、とんぼの持つ４枚の翅は1枚が消失しても飛ぶことが出来るほど高性能なものであるこ
とが見出された。とんぼの翅の特性を生かし、バイオミメティクスという将来の技術の一つとして産業
に生かそうという動きが出てきている。しかしながら、とんぼの翅は上述のように極めて細い骨組みと
ごく薄い膜で構成されており、その断面は航空機などの翼とは全く異なりでこぼこで華奢に出来ている
ため、このままではごく小さな模倣機械であれば開発可能ではあるが、少しでも大型のものを作ろうと
すると、その脆弱さが障害となって、とても産業に役立たせることは出来ないという問題がある。

この改善策として、カーボンファイバー製の骨組みに薄膜を貼り付けるなどの方法も考えられるが、極
薄の翅である限り、その強度では、その使途も限られたものになり、とても風力発電用風車や実際の航
空機等には利用は出来ないという大きな欠点がある。事実、とんぼの翅状態では産業に生かせるほどの
ものにはなってはいない。さらにバイオミメティックスの中でも、とんぼの翅に関して現時点において
は公開された技術は見当たらない。

Nov. 4, 2016

【要約】

気体、液体、気液混合体のいずれか一の中で使用する翼６において、該翼６の上部をとんぼの翅構造の
一部を模した外板１とし、該翼６下部は航空機の翼の下部形状を持つ外板２とし、該両外板１、２を合
体させ、両外板１、２内部を構造体５としてなることを特徴とする。望ましくは、該航空機の翼の下部
形状を持つ外板２はほぼ平らであるもの、下にややふくらんだもの、逆に上に反ったものの中から目的
に合わせて一を選択する。さらに望ましくは、該翼６にウイングレットやフクロウのセレーションを模
した突起を設けるとさらに効率が上がる揚力が大きく失速しずらく強度の強いとんぼの翅構造の一部を
摸した翼を得る。

 【符号の説明】

１ 翼上部外板　２ 翼下部外板　３ 翼前縁　４ 翼後縁　５ 翼構造体　６ 翼　７ 前縁脈　８ 結節　
９ 縁紋　１０ 透明膜　１１ 翅脈　１２ 三角室　１３ とんぼの翅１４ 気流　１５ 渦　１６ 補助翼　
１７ 翼弦長　１８ 中心線　１９ 最大　翼厚　２０ 最大キャンパ　２１ 翼弦線　２２ ブレード　
２３ 風　２４ 回転軸　２５ 支持具　２６ 垂直尾翼　２７ 胴体　２８ 水平尾翼　２９ ウイングチッ
プフェンス　３０ 突起　３１ ウイングレット

本発明は、上記のとおり構成されているので、次のような１４項目の効果がある。

１．とんぼの翅は非常に華奢に出来ているが、本発明の翼は、その上部をとんぼの翅構造の一部を模し
    た外板とし、該翼の下部を航空機の翼の下部形状を持つ外板とし、該両外板を合体させてなること
　　から、該翼内部に構造体、燃料タンク、支柱、制御装置、高揚力装置などを格納するスペースを設
　　けることが可能であるという大きな利点がある。
２．このため、該翼の構成材料にもよるが該翼の強度を大きくすることが可能となるという利点がある。
３. これにより、従来は模型程度でしかとんぼの翅の性能を生かせなかったが、本発明の翼は産業化を
　　大きく前進させられるという大きな利点がある。
４．特に航空機の翼やプロペラに本発明の翼を使用すると、揚力が従来の翼よりも大きくなるため、低
    速度であっても失速したりせず、これにより燃料消費を抑えることが出来、経済的であるなどの大
    きな利点がある。
５．さらに、風力発電用風車に本発明を使用すると、使用する翼の揚力が大きいことから微風でもスム
     ースに回転させることができるため、発電量が他の風車に比べて大きくなるという利点もある。
６. このことは、本発明の翼を水力発電用プロペラや水車、あるいは海洋発電用プロペラにも使用可能
　　である。
７. 従って、再生可能エネルギーの一端も担えるという大きな利点がある。
８．しかも、本発明は、翼構造を持つあらゆる機械等に組み込み可能であるという大きな利点がある。
９．さらに、本発明を模型や玩具の翼やプロペラにも使用することも出来るという利点がある。
10．本発明の翼の末端にウイングチップフェンス、ウイングレット、レイクドウィングチップの中のい
　　ずれか一を加えて設けると、燃費、効率が上がるため航空機に本発明を使った際には経済的になる
　　という利点がある。
11．また、本発明の翼の一部にフクロウの翼のセレーションを模した突起を加えて設けると、騒音を大
　　幅に減少させることができることから、風力発電用風車の騒音で近隣住民を悩ますような負担を軽
　　減できるという利点がある。
12．本発明の翼は、強度に優れ、しかも揚力が大きく、従って微風でも作動することから、飛行機の翼
　　やプロペラ、ヘリコプターの回転翼、水中翼、水力・風力発電の翼、タービンブレードの翼、人力
　　飛行機の翼、翼構造とした飛行船などをはじめとして、ありとあらゆる翼に取って代わることが可
　　能であるという大きな利点がある。
13．また、本発明の翼を一体成型で作ることも可能であるため、比較的小さな翼やプロペラなどは生産
　　性の向上が見込めるという大きな利点がある。
14．本発明の翼は、従来の翼とは異なり曲面より平板で構成される部分が多いため、比較的容易に製造
　　出来るとという利点がある。

【実施例７】

図１９は実施例７であり、本発明の一実施例である。図１０の本発明のブレード２２（翼６）等の端部
にウイングチップフェンスを設け、さらにブレード２２（翼６）の翼下部外板１の一部にフクロウの翼
にあるセレーションを模した突起を設けたものの右側面図である。図中、２９はウイングチップフェン
ス、３０は突起である。１～６は図１８と同様である。一般的に翼６の上方と下方を流れる気流の流速
が著しく異なるため圧力差が出来る。このため、翼６の上では翼６の下よりも気圧が低くなる。したが
って、飛行中の翼６の下側から上側に渦となって気流が回り込むという現象が起き揚力が減少する原因
となる。そこで、この減少を食い止めるため、翼６の端部にウイングチップフェンス２９を設けること
により、揚力の減少がある程度抑えられ効率的になる。このことは、風力発電用風車の翼や、プロペラ
などでも同様におきることから、ウイングチップフェンス２９は翼構造を持つものに対しては非常に有
効であり、省エネルギーにつながる。なお、ウイングチップフェンス２９に換えてレイクドウイングチ
ップまたは後述のウイングレットを設けても良い。また、ふくろうの翼に並ぶセレーションと呼ばれる
細かなやや曲がった櫛のような突起３０は翼６が飛行中に風を切る音を消すので、これを風力発電用風
車のブレード２２（翼６）の一部に設けると、近隣住民が現在騒音に悩まされているが緩和されるとい
うメリットがある。この該セレーションは非常に細かなため、図１９～図２３において記載の該突起
３０は理解のため誇張略記してある。

【実施例８】

本発明の一実施例である。図１０の翼の端部にウイングレットを設けたことを示す右側面図である。図
中、３１はウイングレットであり、１～６、２２、３０は図１９と同様である。本図に使用するウイン
グレット３１は、図１９の説明と同様に航空機等の翼端に発生する渦が翼６の上では翼６の下側よりも
気流の流れが早くなり気圧が低くなるため翼６の下から上に気流が渦となって上側に回りこみ折角の揚
力を減少させてしまうが、翼端に本図のようにウイングレット３１を設けると、翼６の上側に回りこむ
渦を減少させることが出来るという利点がある。また、本図のブレード２２（翼６）にも図１９と同様
に突起３０を設けてある。この突起３０は前述のようにフクロウの翼のセレーションという突起３０で、
風切り音を低減するという効果がある。図２２は、図２１の正面図で翼端部分である。図中、１、２、
６、２２、３０、３１は図２１と同様である。本図にあるように、本発明のブレード２２（翼６）端部
にウイングレット３１を設けてある。また、翼６とウイングレット３１の下側には図２１と同様に突起
３０を設けてある。

【実施例９】

図２３は、実施例９で、本発明の一実施例である。図中、１、２、６、２２、３０、３１は図２２と同
様で、２４、２５は図１４と同様である。本発明のブレード２２（翼６）に突起３０とウイングレット
３１を設けた風力発電用風車の正面図である。本図の風力発電用風車はとんぼの翅構造を生かした効率
的なものであるため、微風でも回転して電気エネルギーを生み出すことが可能である。また、ブレード
２２（翼６）が２枚であるが、それ以上のブレード枚数を増やすことも可能である。

このように、わたし（たち）イメージしている風力発電のブレードは、①微風でも発電でき、②静粛性を保てるという
基本設計にある。 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

【量子ドット工学講座３１：最新高効率太陽電池技術事例】

●　特開2016-219740  光電変換装置

従来の単接合タイプの光電変換装置は、光電変換層を形成する材料としてシリコンを用いているが、実
用上の光電変換効率はせいぜい１５％程度が実態。シリコンの半導体基板上に、シリコンよりもバンド
ギャップの大きい量子ドット集積膜タイプが提案されている。下図８は、光電変換装置の電流－電圧線
の概念図。図８において、実線はシリコン基板の電流－電圧曲線、破線はシリコン基板よりもバンドギ
ャップの大きい量子ドットの集積膜１０５の電流－電圧曲線に対応する。

光電変換効率は、開放電圧をＶｏｃ、短絡電流密度（短絡電流Ｉｓｃを太陽電池の受光面積で割った値
）をＪｓｃとしたときに、おおかた、これらの積を入射光強度で割った値として示される。また、吸収
できる光の波長領域は光吸収層（光電変換層という場合がある）を構成する材料のバンドギャップ（シ
リコン基板の場合、約１．１ｅＶ）を上限とする領域に限られる。このため光電変換装置の光電変換効
率を向上させるには、より高いバンドギャップを有し、自ずと開放電圧（Ｖｏｃ）を高めることのでき
る光吸収層の形成が必要になってくる。

しかし、量子ドット集積膜は、シリコン基板に比べて、バンドギャップが大きい分、照射される光量に
対する発電量（最大出力（Ｐｍａｘ））の変化が大きく、日照量の低い条件下では、短絡電流（Ｉｓｃ）
が大きく低下。光電変換層の機能を果たすどころかほぼ絶縁体になってしまう場合があるため、シリコ
ン基板上に量子ドット集積膜を積層した光電変換装置は、シリコン基板で出力される電流を外部に出力
させることが困難になるおそれがある。この新規考案は、量子ドット集積膜を有していてもシリコン基
板から出力される電流を外部へ出力できる光電変換装置の提案である。

 Dec. 22, 2016

 【要約】

第１の導体層１と、シリコン基板３と、シリコン基板３よりもバンドギャップの大きい光電変換層５と、
第２の導体層７とが、この順に配置されており、光電変換層５に、第１温度Ｔ１のときに、シリコン基
板３と第２の導体層７との間がオープン状態となり、第１温度Ｔ１よりも低い第２温度Ｔ２のときにシ
ョート状態となるスイッチ部材９を備えている。スイッチ部材９は、正の温度特性を示すサーミスタ、
もしくは光電変換層５よりも熱膨張係数の小さいセラミックス部材１１ａと、シリコン基板３と第２の
導体層７との間を接続する金属部材１１ｂとを有する複合体１１を構造とする、量子ドット集積膜を有
していてもシリコン基板から出力される電流を外部へ出力させやすい光電変換装置を提供する。

下図１ は、本発明の光電変換装置の一実施形態を部分的に示す断面模式図であり、（ａ）は、光電変換
装置が高い温度に置かれている場合、（ｂ）は、光電変換装置が（ａ）の場合よりも低い温度に置かれ
ている場合である。上図２は、本実施形態の光電変換装置の電流－電圧線の概念図であり、（ａ）は、
陽射しが強く、光電変換装置の温度が高い第１温度Ｔ１の状態、（ｂ）は、陽射しが弱く、光電変換装
置の温度が低い第２温度Ｔ２の状態である。

【符号の説明】

１ 第１の導体層　３　シリコン基板　５　光電変換層　７　第２の導体層　９　スイッチ部材
１１　複合体

上図１に示す光電変換装置Ａは、第１の導体層１と、シリコン基板３と、シリコン基板３よりもバンド
ギャップの大きい光電変換層５と、第２の導体層７とが、この順に配置された構成となっている。この
光電変換装置Ａでは、シリコン基板３とバンドギャップの大きい光電変換層５とは、第１の導体層１と
第２の導体層７との間で電気的に直列接続された状態にある。この場合、光電変換層５にスイッチ部材
９が設けられている。このスイッチ部材９は、光電変換層５を挟むように設けられているシリコン基板
３と第２の導体層７との電気的な接続の状態を温度の変化によって変化させる機能を有する。

例えば、高、低、２つの温度を設定し、高い方の温度を第１温度Ｔ１とし、第１温度Ｔ１よりも低い温度
を第２温度Ｔ２としたときに、スイッチ部材９を含む光電変換装置Ａが、例えば、高い方の温度である
第１温度Ｔ１に達した場合に、スイッチ部材９は、シリコン基板３と第２の導体層７との間をオープン
状態（絶縁された状態）とする。このとき、シリコン基板３と第２の導体層７との間では、電流（また
は、キャリア（電子ｅ、ホールｈ））は光電変換層５内を流れることになる。

反対に、スイッチ部材９を含む光電変換装置Ａが低い方の温度である第２温度Ｔ２になった場合には、
図２（ｂ）に示すように、光電変換層５の短絡電流（Ｉｓｃ）が低下するのに併せて、スイッチ部材９
がシリコン基板３と第２の導体層７との間をショート状態（短絡した状態）に変化させる。これにより、
シリコン基板３と第２の導体層７との間を流れる電流（または、キャリア（電子ｅ、ホールｈ））は、
主として、スイッチ部材９内を流れるようになる。


図２（ａ）（ｂ）を基に、図１（ａ）（ｂ）に示した２つの光電変換装置Ａの電流－電圧特性を比較す
ると、シリコン基板３と、これよりもバンドギャップの大きい光電変換層５とが組み合わさった光電変
換装置Ａの場合、バンドギャップが約１．１ｅＶのシリコン基板３の方は、陽射しの強弱によって異な
る温度になっても短絡電流（Ｉｓｃ）の変化は小さい。一方、バンドギャップの大きい光電変換層５の
方は、光電変換装置Ａの温度が低くなると短絡電流（Ｉｓｃ）が大きく低下してしまう。つまり、光電
変換層５は、バンドギャップが約１．１ｅＶであるシリコン基板３に比べて、バンドギャップが大きい
分、照射される光量に対する発電量の変化が大きいことから、日照量の低い条件下では、温度の低下と
ともに、光電変換層５としての機能を果たし難くなり絶縁性が高くなってしまう。このため、シリコン
基板３上に、これよりもバンドギャップの大きい光電変換層５を直列接続した光電変換装置Ａでは、シ
リコン基板３から出力される電流を外部に出力させることが困難になる。

これに対し、本実施形態の光電変換装置Ａでは、バンドギャップの大きい光電変換層５が日照量の低下
によって絶縁体化するような条件下においても、光電変換層５に設けたスイッチ部材９中を電流（また
は、キャリア（電子ｅ、ホールｈ））が流れるようになることから、シリコン基板３において生成した
キャリア（電子ｅ、ホールｈ）を外部へ容易に移動させることができる。

図３は、本実施形態の光電変換装置の第２の導体層と光電変換層との界面を平面視した模式図であり、
（ａ）は、スイッチ部材が光電変換層の面内に配置されている場合、（ｂ）は、スイッチ部材が光電変
換層の側面（周囲）に配置されている場合である。図３は一例である。

スイッチ部材９は、図３（ａ）に示すように、光電変換層５の面内に複数個が均等に分布するように配
置されるか、または、図３（ｂ）に示すように、光電変換層５の側面（周囲）において、向かい合う側
面間で対称的に配置されることが望ましい。上記した接続性能を示すスイッチ部材９としては、例えば、
正の温度特性を示すサーミスタを挙げることができる。具体的には、チタン酸バリウムを主成分とし、
これに微量の希土類元素を含有させたセラミック製のＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient)サーミス
タを用いるのが良い。

図４は、スイッチ部材の他の例を示すもので、管状のセラミック部材に軸芯として金属部材を導体とし
て組み込んだ複合体を示す模式図である。スイッチ部材９の他の例として、図４に示すような、セラミ
ック部材１１ａ中に光電変換装置Ａの使用環境下で導電性を示す金属部材１１ｂを組み込んだ構造の複
合体１１であっても良い。この場合、金属部材１１ｂを取り囲むセラミック部材１１ａは熱膨張係数が
光電変換層５を構成する材料よりも小さいことが望ましい。例えば、光電変換層５がシリコンよりもバ
ンドギャップの大きいＣｕＧａＳｅ２（１．６５ｅＶ）によって形成されたものであった場合、セラミ
ック部材１１ａとしては、ＣｕＧａＳｅ２の熱膨張係数（１０×１０－６／℃）よりも熱膨張係数の小
さいコージエライト（熱膨張係数：２×１０－６／℃）やチタン酸アルミニウム（熱膨張係数：１×
１０－６／℃）が好適である。金属部材１１ｂとしては、貴金属、卑金属、アルミニウムおよびトタン
など、種々の金属を適用することができる。

図５は、セラミック部材中に金属部材を組み込んだ構造の複合体をスイッチ部材として用いたときの複
合体の温度の違いによる長さの変化を示した断面模式図であり、（ａ）は温度が高い第１温度Ｔ１のと
き、（ｂ）は温度が低い第２温度Ｔ２の状態のときを表す。このような複合体１１をスイッチ部材９と
して適用すると、光電変換装置Ａの温度が低い、いわゆる第２温度Ｔ２の状態のときに、シリコン基板３
側および第２の導体層７側の両表面に接した状態としておいても、光電変換装置Ａの温度が第２温度Ｔ２
よりも高い第１温度Ｔ１に変化した際には、光電変換層５の厚み方向の熱膨張の方が複合体１１の熱膨
張よりも大きいために、複合体１１の端面に露出させた金属部材１１ｂは第２導体層７の表面から離れ
てしまう。

 つまり、陽射しが強く、光電変換層５が発電する場合には、光電変換層５は高い温度Ｔ１の状態となる
が、スイッチ部材９の部分だけはシリコン基板３と第２の導体層７との間が断線状態となることから、
光電変換層５内およびシリコン基板３内に生成したキャリア（電子ｅ、ホールｈ）は、光電変換層５内
およびシリコン基板３内を移動することになる。

 一方、陽射しが弱く、光電変換層５の温度がＴ２の状態となるときは、光電変換層５は発電し難くなり、
絶縁性が高くなるが、スイッチ部材９はシリコン基板３および第２の導体層７に接するようになるため、
シリコン基板３内に生成したキャリア（電子ｅ、ホールｈ）は、スイッチ部材９である複合体１１の軸
芯に設けられた金属部材１１ｂ内を移動する。

この場合、スイッチ部材９は、光電変換層５を貫通している貫通体であることが望ましい。スイッチ部
材９が光電変換層５を貫通している貫通体であると、光電変換層５の面内に複数のスイッチ部材９を均
等に配置させることが可能になることから、シリコン基板３と第２の導体層７との間に流れる電流によ
るインダクタンスを低くすることができる。これによりシリコン基板３から出力される電流の外部への
出力がより容易になる。

本実施形態の光電変換装置Ａでは、光電変換層５がシリコンの量子ドット集積膜であることが望ましい。
光電変換層５がシリコンの量子ドット集積膜であると、ペアを成すシリコン基板３のバンドギャップ（
約１．１ｅＶ）に対して、光電変換層５のバンドギャップを１．５ｅＶ以上、粒径によっては１．７ｅ
Ｖ以上にできることから、より高い開放電圧（Ｖｏｃ）を得ることができ、発電の最大出力（Ｐｍａｘ）
をさらに高めることができる。

また、シリコン基板３および光電変換層５がともにシリコンにより形成されたものであるため、材料の
格子定数の差がほとんど無いことからシリコン基板３と光電変換層５との間の格子の不整合を減少させ
ることができるため、シリコン基板３と光電変換層５との境界付近のキャリアの移動度を高めることが
できる。

次に、本実施形態の光電変換装置の製造方法について説明する。図６は、本実施形態の光電変換装置の
製造方法を示す工程図である。ここでは、バンドギャップが１．１ｅＶのシリコン基板３の他、第１の
導体層１にアルミニウム、第２の導体層７にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を、さらに、光電変換層５
として、シリコンの量子ドット（バンドギャップ：１．７ｅＶ）を、それぞれ適用し、スイッチ部材９
として、上記したチタン酸バリウムを主成分とするＰＴＣサーミスタと、コージエライト－ニッケル
（Ｎｉ）製の複合体１１を適用した例を基に説明する。

上図６（ａ）に示すように、まず、一方の主面に第１の導体層１としてアルミニウムの金属膜を形成し
たシリコン基板３を用意する。第１の導体層１の形成には、例えば、蒸着法を用いる。次に、（ｂ）に
示すように、シリコン基板３の第１の導体層１側とは反対の表面に、スイッチ部材９を形成する。スイ
ッチ部材９としては、ＰＴＣサーミスを用いた場合と複合体１１を用いた場合の２種類を作製する。こ
のとき、複数個のスイッチ部材９を均等な配置とし、同じ高さになるようにする。次に、（ｃ）に示す
ように、シリコン基板３の表面のスイッチ部材９の周囲に、光電変換層５として、シリコンの量子ドッ
トを含む溶液をスピンコート法により成膜して量子ドット集積膜を光電変換層５として形成する。

最後に、光電変換層５の表面に蒸着法により第２の導体層７を形成する。以上のような基本的な工程を
経ることにより、図６（ｄ）に示すように、本実施形態の光電変換装置Ａを得ることができる。
なお、比較例となるスイッチ部材９を有しない光電変換装置を形成する場合には、スイッチ部材９を形
成する工程（（ｂ）工程）を省いて行う。

得られた光電変換装置Ａおよび比較例となるスイッチ部材９を有しない光電変換装置について発電性能
を評価する。評価方法としては、正午頃の日中と、朝夕に近い時間帯とに発電させて、そのときの短絡
電流を測定して比較する。

①スイッチ部材９を備えた光電変換装置Ａは、スイッチ部材９を有しない光電変換装置に比べて、朝、
夕時に測定した短絡電流（Ｉｓｃ）が５倍ほど高かった。②また、スイッチ部材９の比較では、複合体
１１を用いたものはＰＴＣサーミスタの場合に比較して、短絡電流が１．１倍ほど高いという結果が得
られている。

                                                                                      (了）

   ●　今夜の一曲

モーツァルト 弦楽四重奏曲 String Quartet No.14, in G, K.387

ハイドンにささげられたいわゆる「ハイドンセット」６曲の第１曲。第４楽章のフーガ風ソナタの運動
が素晴らしいとされる。　　

　　　　　　　　争いは水際まで　　天水訟（てんすいしょう）

　　　※　訟とは訴訟、裁判のことである。人の世に争いごとはつきも
　　　　　のだ。個人、集団、国家間の対立、さらにはそれぞれの内部
　　　　　における矛盾相剋は絶えることがない。上卦（じょうか）の
　　　　　Ξ（乾（けん）＝天を意味する）は上に、下卦（かか）の（
　　　　　炊＝水を意味する）は下に、と完全に意見と方向を異にして
　　　　　いる形が「訟」卦である。このようなときに、あくまで自説
　　　　　か通そうとすれぽ、ますます対立は激しくなり、逆に不利な
　　　　　結果を招くものである。いま運気は衰えている。つまらぬ片
　　　　　意地を捨てて、親愛と協調を心がけることだ。あくなき追求
　　　　　は、反動もまた大きいことに心せよ。


【マイ・ヒットネスプログラム実践記Ⅰ】

●　ストレス性胃炎秘薬に自家骨盤底筋体操と

正月疲れと１４、１５日の大雪の除雪ですっかり体調を崩し、胸焼け、胃痛が３日ほど続き、太田胃散
の公式ＨＰで自己診断してみる。飲み過ぎ・食べ過ぎや冷えが遠因に違いないが、不安や緊張などのス
トレスによる自律神経のバランスが乱れの影響が大きいと判断。早速、彼女が買ってきた「太田漢方胃
腸薬Ⅱ」を服用。それだけじゃないだめだろうということで、積極的に対処しようというこで、台所に
入り、秘薬を即席で創製、尿漏れもつづくようになり、下図、自家骨盤底筋体操（ヒップリスト）を試
すことに。
 
骨盤底筋を鍛えるという体操（骨盤底筋体操）とは、東京都老人総合研究所が行った最新の実験による
と、グラグラ尿道が原因の尿もれ患者である、70歳以上の被験者70人のうちの半分以上が、この体操を
（３ヶ月続けることで尿もれが完治したという事例が報告されているもので、過活動ぼうこうの治療に
効果が期待できます。まずは抗コリン薬を服用し、ぼうこうをリラックスさせる。その上でぼうこう訓
練を行うと、「オシッコのガマン」に不安な方も安心して取り組める。骨盤底筋は年齢に関係なく鍛える
ことが可能。骨盤底筋以外の筋肉に力が入ると、効果が下がる。腹、尻、太ももの筋肉に力が入っていないこと
を確認しながら行うのが肝である。 

朝から昼食（家庭料理風出汁巻きうどん）の間の不快感は凪を打ったように収まる。特に、秘薬の効果
は覿面（てきめん）で、肌が艶々になりパワーが漲るのが実感できる。もう栄養剤やサプリメントは不
用だと確信できる程である。それはそれでいい話なのだが、「骨盤底筋体操」をヒットネス・プログラ
ミングを加える羽目にになり、先日、①嚥下体操に、②この骨盤底筋体操を加え、これまでの、③スク
ワット、④腕立て伏せ、⑤ウォーキングに、新たに腹筋・背筋トレーニングを加えた抗加齢プログラム
をこなさなければならないが、余り杓子定規なってもかえってストレスとなるので運用は臨機応変、多
少はルーズでかまわないだろう。


【今年も技術がてんこ盛り】

●　位置情報を可変できる車載用HUD 「世界初」

自動車のドライバーが前方から視線をそらすことなく、メーターやカーナビゲーションシステムなどの
情報を知らせるための車載システムとしてヘッドアップディスプレイ（HUD）の採用が拡大している。
フロントガラスもしくはコンバイナー上に表示映像が数メートル（３～６メートル）先あるように見せ
ることで、ドライバーが表示映像の情報を認識する際に焦点を合わせ直さずに済むこともメリットにな
っている。

Jan. 13, 2017

１月１３日、コニカミノルタは、「世界初」の車載用「3D AR HUD（３次元拡張現実ヘッドアップディ
スプレイ）」を開発し、１８～１９年を目標に商品化を進めるとともに、自動車メーカーなどへの提案
も行うと発表。HUDの進化版としてティア1サプライヤーが開発を進めているのが「AR HUD」。単純に
走行速度や路線案内の指示を表示するだけでなく、周辺の車両や歩行者、信号、標識、車線などにAR
（拡張現実）を重ね合わせることで、ドライバーに周辺状況を認識しやすくして、安全運転を支援する。
一般的なAR HUDは、映像の表示位置が数m先で固定されているので、ドライバーが頭を動かして視点の
位置がずれると、AR表示が重ね合わせの対象からずれてしまう。当社が開発した3D AR HUDは、映像
の表示位置を数～数１０メートルなど可変させられるので、AR表示の重ね合わせはずれない。AR HUD
を実用化する上で本命技術になる。
デモも披露した。デモの内容は2種類に分かれている。１つは走行速度に合わせて、速度を示すメーター
の表示位置を変えるものだ。例えば、市街地で時速４０キロメートルで走行しているときは４０メート
ル先にあるように、高速道路で時速８０キロメートルで走行しているときは８０m先にあるようにして、
常にドライバーにとって見やすいようにすることができる。もう１つは、3D AR HUDの前方を動く歩行
者（を模した人形）に対するAR表示の重ね合わせだ。3D AR HUDと3Dではない通常のAR HUD（3D機能
がオフ）のAR表示を比較しその効果を示す。

※　関連特許　特開2015-075832 ＡＲ表示システム、およびＡＲ表示装置、情報処理装置、プログラム

 　Apr. 20, 2015

　Dec. 15, 2016

●　MEMS利用の自立型振動発電デバイスを事業化

東北大学未来科学技術共同研究センタのグループは、MEMS技術を利用して周辺の振動を電気エネルギ
ーに変換するエナジーハーベスタを用いたセンサを開発し、その実用化のため仙台スマートマシーンズ
株式会社を設立。同社は今後、電池や商用電源に因らずにセンサ等を駆動するセンサノードとして商品
化を図り、量産化に向けて取り組む。

●　アルツハイマー治療薬を使って歯を再生

現在の虫歯治療では、ドリルで削った象牙質の部分にセメントなどの人工物を詰めている。そうした詰
め物の代わりに、アルツハイマー治療薬を使い、象牙質を自然に再生させることに成功したと発表。マ
ウスを使った実験に成功したのは、同カレッジのポール・シャープ教授が率いる研究チーム。歯の中に
は象牙質に囲まれた歯髄（神経と血管）と呼ばれる軟組織があり、歯髄に含まれる幹細胞は象牙質を再
生させる能力を持つ。ただし、同大学のリリース文によると、詰め物にセメントなどを使う場合、人工
物が分解されることなく歯の中にとどまるため、自然な象牙質の再生を阻害する。

現在臨床試験中のアルツハイマー治療薬「タイドグルーシブ（Tideglusib）」に注目。この薬には、アル
ツハイマー病の原因となるグリコーゲン合成酵素キナーゼ-3（GSK -3）の活性化を抑制する作用がある
が、歯に適用した場合、象牙質を修復する自然なプロセスを促進する作用も認められた。研究チームは、
マウスの歯を一部削り、生分解性があるコラーゲンでできたスポンジにタイドググルーシブを少量含ま
せてその部分に詰めた。スポンジは時間とともに分解が進み、それに置き換わるように象牙質が再生し
ていることが確認された。　Jan. 9, 2017

 Promotion of natural tooth repair by small molecule GSK3 antagonists

尚、この治療法が実用化されたとしても、やはり細菌に浸食された歯の部分を取り除く必要はあるため、
ドリルで歯を削る工程は残る。シャープ教授は、残念ながら、ドリル（で歯を削ること）は今後も必要
だろう。ドリルからは逃れられないとコメントしている。

●　近視進行抑制に紫の光

近視が発症・進行する原因は不明であり、現在世界の近視人口は増加し続け、世界の近視人口は５０年
には約５０億人になるという予測されている。これまでに屋外環境が近視進行を抑制することが複数の
疫学研究や動物実験から指摘されていましたが、屋外環境の何が近視進行抑制に効いているのか、また
そのメカニズムはわかっていなかった。慶應義塾大学の鳥居秀成特任助教らは、ヒヨコを用いた動物実
験とヒトの臨床研究を通じて、360-400 nmの光（以下、バイオレット光）が近視進行（眼軸長伸長）を
抑制することを世界で初めて発見した公表（2016.12.26）。

屋外環境に豊富にあるバイオレット光に着目し、実験近視モデルとして確立しているヒヨコを用いて研
究を進めた結果、バイオレット光を浴びたヒヨコの近視進行が抑制され、バイオレット光を浴びたヒヨ
コの目で近視進行を抑制する遺伝子として知られているEarly growth response 1 (EGR1 [ZENK, zif268])が
上昇していることがわかり、バイオレット光が近視進行を抑制するメカニズムとしてEGR1が関与してい
る可能性を明らかにする。

この臨床研究からもバイオレット光を透過するコンタクトレンズを装用している人の方が、バイオレッ
ト光を透過しないコンタクトレンズや眼鏡を装用している人よりも眼軸長伸長が抑制されていること、
眼鏡を装用していると近視が進行することを示唆。さらに現在私達が日常的に使用しているLEDや蛍光
灯などの照明にはバイオレット光はほとんど含まれておらず、眼鏡やガラスなどの材質もバイオレット
光をほとんど通さないことがわかった。即ち現代社会においてはバイオレット光が欠如しており、これ
が近視の世界的な増大と関係している可能性がある。

Violet Light Exposure Can Be a Preventive Strategy Against Myopia Progression,
doi:10.1016/j.ebiom.2016.12.007

●

余呉湖では大雪はむしろ 活気が漲るワカサギ釣りの最盛期なのだ。今年も地球環境関連の情報をコアと
してあふれている。「リスクはむしろ富の源泉」とはピーター・ドラッガーの言葉。気怠い朝は、自ら
の顔を叩き、かけ声を押しだす相撲取りのように挑み、弱気を払拭しよう。それにしても、今夜も技術
情報がてんこ盛りでブログをはみ出している。

　　●　今夜の一曲

ベルク 弦楽四重奏曲 Srting Quartet Op.3 

弦楽四重奏曲作品３は、アルバン・ベルクが１９１０年に作曲した弦楽四重奏曲。ピアノ・ソナタ ロ短
調とともに１９１１年に初演された。１９２０年に「わが妻に」の献辞つきで出版された。ベルクの弦
楽四重奏曲には他に『抒情組曲』（１９２６年）がある。高度な対位法と、無調整が自在に駆使された
作品。第１楽章は展開部のないソナタ形式で、第１主題は全音々階から導かれている。第２楽章はロン
ドン形式で構成されているが、第１楽章と共通の主題によっており、第１楽章の展開部が独立したもの
とも見做しうる。

                      　　　        戦いの道　　　／　　地水師（ちすいち）

　　※　「人は生まれてれて群なきあたわず」（荀子）。人問は本質的
　　　　に社会的存在である。「師」とは多数の集団、または軍隊のこ
　　　　とである。周代の制度では、五百人を旅（りょう）、二千五百
　　　　人を師、一万二千万百人を軍という。集団、軍隊には指導者が
　　　　必要である。指導者の良否は、そのまま集団の運命につながる。
　　　　多数の哨兵を率いて戦いに勝ち抜くにはどうすればよいか、こ
　　　　れはまた現代の管理者の課題でもあろう。この卦（か）は、集
　　　　団の指導者の道を説く。その原則は、「貞正」である。どんな
　　　　に苦しくとも正しい目的があるかぎり民は必ずついてくる。

　Jan 4, 2017

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １３】

風況を選ばない高出力インテリジェント風力発電機

【制御サーキットの最適化】

●　目標と成果

タンデム風車ロータと内外二重回転電機子方式二重巻線型誘導発電機の連携プレーを見守りつつ、
風速に応じ、回転速度、出力を制御するための独立電源方式と系統連系方式に対する二次側周波数
変調サーキットを構築。この場合、二次側に用いる双方向に適用できるインバータがキーポイント
となる。２次側の周波数と電圧によって二重回転電機子の挙動を制御する方法は初めての試みで、
独立電源用と系統連系用の両者を対象とし、

とくに、タンデム風車ロータと二重回転電機子方式二重巻線型誘導発電機の連携プレー能力を最大
限発揮させるため、次の目標を達成する。

風速回転速度信号による二次側周波数変調方式の構築

①発電機の最適化、②発電機と制御系の最適マッチングの二重回転電機子方式二重巻線形誘導発電
機の特性試験結果を導入、二次側周波数変調方式を構築した(上図）、風速すなわち前後段風車ロー
タの回転速度NF、NR 信号を受け，発電機からの出力である一次側周波数 f 1 と電圧V1 を一定に保
つ（f 1 ＝60Hz、V1＝200V)ために必要な二次側入力周波数 f 2 と電圧V2 の制御値を定め、それら
を発電機にフィードバックする方法である。

独立電源方式の制御方法検討

本風力発電ユニットを独立電源に供するため，試作１号発電機（８極３相，同期速度900min-1、定
格出力1.2ｋW）を搭載した装置（下図3-2）を用いて、まず、 (1) 1 次側、２次側の投入順序など
の制御方式の確定，(2) ２次側電圧/周波数調整用のインバータ交換、(3) ２次側電圧/周波数調整
用のスライダック追加、(4) ２次側データ収集用のパワーメータ追加（低周波数帯域での電圧、周
波数、電流、電力の精度確保のため）、(5) すべり周波数の測定、(6) 将来を想定した系統連系用
の制御回路追加、（7） 風車方向制御用のモータ駆動回路追加などを行う。

以上の成果を踏まえ、外部負荷に応じた，１次側出力電圧(V1＝200V)と周波数(f 2＝60Hz)を一定
に保つ独立電源に供するために必要な、２次側励磁周波数 f 2 と電圧 V2 データの収集を実施する。

●　２次側双方向インバータの開発

二重巻線形誘導発電機では、高速回転域で２次側からも出力が取り出せる利点がある(下図3-3)、
この場合、２次側に接続するインバータは従来と異なる双方向が要求されるので、その開発に着手
しているが、発電機と結合試験はまだ実施していない。なお、現在の発電ユニットは回生抵抗方式
によって２次側からの出力を吸収している。

開発した双方向インバータの制御ブロック（下図3-4）は以下の通り。

●　制御対象発電機の特性

二重回転電機子方式二重巻線形誘導発電機の試作１号機における計画特性を下図3-7 に、本発電
機を用いた風力発電ユニットの電気的接続を下図3-8 に示す。

発電機の励磁は商用電源（３相60Hz）に接続された励磁巻線によって行われ、この励磁巻線の施
されたフレームを励磁巻線側と称し座標軸にとることにする。このように座標軸を励磁巻線側に
置くと電気的には励磁巻線側は固定されているのと同じである。図3-8 の一点鎖線で示した部位
から出力を取り出せば下図図3-9 の関係が各風速にて当てはまり、風車ロータは軸出力に関係な
く一時的にこの関係を維持しながら変化するものとする。このとき、前後段風車ロータの相対回
転速度に応じて図3-9 の電力を出力するように制御すれば良いことになる。

●　電気的関係

対地関係が制御に全く影響を与えないと仮定した場合、前述のように励磁巻線側を座標軸にとれ
ば、この励磁巻線側を普通の誘導発電機と同様に固定して考え、回転巻線側のみが相対速度で回
転していると考えても電気的には同様である。すなわち、単純な２重巻線形誘導発電機と考えれ
ばよいことになる。下図3-10 にその例を示す。仮想固定された励磁巻線側に３相交流電圧を印加
すると、60Hz-8P 相当の回転磁界が生じる．このとき、回転磁界から見た回転巻線側の相対速度(
スリップに相当)は風速に対して図3-10 のようになり100％から－33％までをカバーする必要のあ
ることがわかる。電気的に考えると、回転巻線に100％から－33％までのスリップに相当する周波
数の３相電圧を印加すれば同期回転することになり、これは60Hzから逆回転の20Hzに相当する。
加速を行うにはスリップは正の電動機として動作させ、軸より出力を取り出す、即ち発電動作を
行うにはスリップを負に設定すればよい。

発電機の相対速度を周波数換算して横軸にとり、縦軸に回転巻線に印加する電力の周波数をとれ
ば、上図3-11 の黒実線が同期周波数となり、これを回転巻線に印加すれば回転巻線側の軸出力は
ゼロの同期速度で回転していることになる。電動機として動作を行うには前述のように回転巻線
に印加する周波数を同期周波数より遅く、発電機として動作をさせるには印加周波数を高く設定
し、その関係を図3-11 に点線で示す。なお、VVVFインバータの低周波数能力に制限があり（3Hz
以下は発生できない）不感帯を持っている。

本発電機の等価回路を上図3-12 に示す。スリップS が負によりR/(-S)とL/(-S)とから電力が湧き出
てくることになる。一次側に接続されたVVVFインバータはスリップ周波数を確保するために指定
された周波数で運転される。インバータ出力電圧をα 点の電圧以上に制御すれば電流は商用電源
側に流出するが、インバータ電圧をα 点電圧以下に制御するとVVVFインバータ側に出力電流が
流れ出る。つまり、回転磁界の励磁を強めておけば風力発電機の出力は商用電源側（励磁巻線側）
に流出し、回転磁界の励磁を弱めればVVVFインバータ側（回転巻線側）に流れ出ることになる。

ここでは、VVVFインバータ側より僅かながら電力が商用電源側に流出させる安定制御を目指すこ
とにする。回転磁界側には電力が流出しない制御を原則的には採用するが，過渡時・商用電源急
変時・事故時等の不測事故時に電力の逆流が発生すると、VVVFインバータは電力を可逆に取り
扱うために、直流ステージに電力が蓄積され過電圧が発生して素子破壊に至る。なお、回転磁界
側の相順を逆にして回転方向を反転させるときの発電機との協調現象の解明が未経験ではあるが、
当面、回転磁界側のVVVFインバータからも電力が取り出せるようにVVVFインバータは回生CVC
F と組み合わせている。このとき、直流ステージが一定電圧以上にならないように、CVCFインバ
ータは回生制御を行う。

●　発生電力一定制御

本風力発電ユニットの大きな特徴は高風速域で前後段風車ロータ間の相対回転速度を一定に保つ
能力を備えることであり、誘導発電機制御システム側からの援助により相対回転速度すなわち周
波数を高精度で一定に保つことができる。本誘導発電機は最大トルクが低いので出力にして２倍
程度までは一定に保てるが、それ以上の領域では印加周波数 0Hz＝VVVFインバータ短絡で風車
ロータの能力に任せることになる。

以上のことから、実機若しくはシミュレータベンチ等による①総合閉ループ制御の確認と②電力
試験が必要である。２kW 程度の電機シミュレータベンチに実機発電機をセットし、励磁巻線側
を固定し、回転巻線側を強制的に指定相対回転速度で回転させれば、静的動作は確認検証できる
このとき、回転巻線側の挙動も（励磁の強さと電力潮流の関係）も設計通りかどうか把握できる。
その後、風速の変化に追従する追値制御の安定制御定数を決定する。追値制御は次数が一段と複
雑になるが、静的試験で容認するならばコンピュータシミュレーターのソフト開発も可能である。
風車ロータの回転挙動に自由度を与えると、取り出す出力の設定にルールが必要となる。たとえ
ば、多分対地回転速度の情報が必要となり、取り出す出力の最大を求める評価関数を探す必要が
あろうと考えられ、制御のフローは見直ししなければならず、更なる今後の課題として残される。

また、前後二段の風車ロータの相対回転数が一定になる点を誘導発電機の励磁巻線側定格回転数
に一致させれば（そのような関係になるように風車ロータの大きさと誘導電動機の極数を決める
必要がある）、VVVFインバータの相順の反転やそれに伴う不感帯の設定等の複雑なシーケンス
が必要なくなり、制御にも不連続点を無くせる、と結論する。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく　

　Jan. 4, 2017
Source: OpenEI, Transparent Cost Database

●　帰ってきたドラッガー

世界経済フォーラム（WEF）のは、風力と太陽エネルギーが、２０１８年までに、ほとんどの国
で化石燃料をよりも、安価になると推測する。それによると、石炭と天然ガスへの依存が総発電
量の６２％にあるにもかかわらず、「再エネ」は効率とコストでここ数年間で競争力を高めてお
り、０９年より太陽光エネルギーは８０％逓減し、風力発電はここ３年間で３０％逓減し、昨年
どは、化石燃料の価格高騰も影響し、多くの国でグリッド・パリティを達成が実現した初年度と
なった。報告書では、「補助金なしで既に30カ国以上がグリッド・パリティに達しており、今後
２〜３年で世界の３分の２がグリッド・パリティに到達するはず」と報告書は付け加えており、
「電力コストが年間３％上昇すれば、今後数年間に世界市場の８０％がグリッド・パリティに到
達する」とし、すでに、 チリ、メキシコ、ブラジル、オーストラリアは、すべてグリッド・パリ
ティに達した国として引用されている。

 
Jan. 3 ,2017
Solar Could Beat Coal to Become the Cheapest Power on Earth - Bloomberg

しかし、日本の現状は、福島第一原発事故以降、原発政策の巨大な（天文学的な）負のレガシー
に押しつぶされるかのような状況に晒されている。例えば、１９日、東芝が米国の原発建設で計
上する損失額が、最大で七千億円規模に膨らむ可能性があることが分かり、損失最大７０００億
円　米原発事業　政投銀に支援要請 しており、このため、東芝の半導体事業の主力製品「フラッ
シュメモリー」を分社化する検討に入っていることを伝えているが（東京新聞 2017.1.19 夕刊）、
早稲田大学大学院の長内厚教授は「むしろ原発事業を切り離し、ほかの事業を育てるのにお金を
使うべきだ」と指摘する。主力行幹部は、「原発事業は不確実性が非常に高く、東芝がどういう
形で関与するかが重要だ」と語っている（産経新聞 2017.01.20）。

原発政策の負のレガシーは経済だけではない。巨大地震、火山噴火かなどによる原子炉などの核
施設の被災事故が発生すれば、日本列島全体が崩壊し、世界を巻き込むことになる。かって、米
国の社会生態学者のピーター・ドラッガーは、「リスクは富を生む」と発言しているが、「必要
は成功の母」「失敗は成功の母」とも読み取れる言葉であることを、改めて思い起こさせる世界
フォーラムの報告記事である。

  ●　今夜の一曲

ヤナーチェク　弦楽四重奏曲 String Quartet No.2「内緒の手紙」Ⅳ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Allegro-Andante-Adagio 

弦楽四重奏曲 第１番ホ短調『クロイツェル・ソナタ』は、レオシュ・ヤナーチェクが1923年10月
30日から11月07日にかけて作曲した弦楽四重奏曲。1924年10月17日にプラハで初演される。この弦
楽四重奏曲は以下の４つの楽章からなるが、全曲を通して演奏してもおおよそ１５分程度の長さし
かない。またそれぞれの楽章は、順を追って物語を展開どおりに音楽化している。つまり、主人公
が妻の不倫を知って苦悩する場面から開始楽章が始まり、終楽章で妻の殺害に至るのである。

　　　　　　　　　生産性の本質を測る真の基準は量ではなくて、質である。

                            　   　　     ピーター・ドラッガー

                          　　　　　　 　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Peter Ferdinand Drucker
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Nov. 19, 1909 － Nov. 11, 2005 

【世界初、電機や機械を使わない自動野菜栽培システム開発】

スターリングエンジンでおなじみの内燃機関、電気モータ等の別の動力源によって空気を圧縮し
てボンベに蓄え、この圧縮空気の噴射を機械的な仕事として取り出す空気エンジンを使い、太陽
（核融合エネルギー）の輻射光で空圧気密器（エアーチャンバー）を加熱・冷却し半永久運動を
繰り返す。これを組み込んだ家庭用野菜栽培キットが世界で初めて販売される。勿論、作動流体
は空気だ。

農業ビジネスを展開するネイチャーダイン（東京都文京区）は、同社が開発を進める動野菜栽培
装置「SoBiC（Solar　Pneumatic　Bio-Cycle）」の動力システムで、電力などの人工エネルギーを使
うことなく、太陽の熱で自活稼働できる新機構を開発したと発表。SoBiC は太陽熱による空気膨
張と収縮による圧力変化を利用し、ユニット内の天然培地に、水を自然のリズムで自動的に循環
させ、自然の生態系に準じた最適な栽培環境を創り出すことで、手間やコストをかけずに簡単に
健康的な野菜が栽培できる仕組み。同社は１６年夏にクラウドファンディングでプロジェクト資
金を調達することに成功。その後、さまざまな事例や実験を重ね、より安定した動作と更なる効
率化を図った量産型のオーガニック・エンジンを完成させた。

太陽熱による微妙な空気圧変化を利用して水の循環動力に変換する機能構造は、その形や動作メ
カニズムが人間の肺や心臓と同じ構造原理になったことから、「有機的構造原理で、無駄なく自
己調整機能をもった発動メカニズム（オーガニック・エンジン）というまったく新しい動力機構
概念」と同社は位置づけている。

この新機構によって、コンパクトでありながら補充水タンクが栽培槽を覆う大容量のウォーター
ウォール型にできたことで、水の補充の手間も大幅に削減するとともに、培地内の遮熱や保温の
効果で、根の部分に対する環境変化の負荷を大幅に軽減でき、異常気象に対する耐性機能や、栽
培期間の延長、栽培地域を広げることにも寄与できる。 

●　栽培に必要な資源量を大幅に削減 

また、SoBiCの最大の利点は、誰でも扱えて、水の消費が完全循環構造によって無駄がなく、さ
らに人工的にエネルギーを作り出す必要もない点だ。従来の栽培方法では、野菜などの作物を栽
培生産するには大量の水と多くの人工エネルギーが消費され、例えばトマト１個あたり平均する
と約５０リットルの水が必要とされている。

また、栽培の過程においても様々な人工動力が利用されており露地栽培でも１３０キロカロリー
以上、温室栽培の場合は約500キロカロリーの人工エネルギーが使われている。トマト１個の水
分量を約200g、食物カロリーとしては約40キロカロリー程とされているので、資源レベルから考
えるとかなりの無駄や損失がある。

一方でSoBiCでの栽培では、トマト1個当たり３リットル以下の水で足りるという。人工エネルギ
ーもかからず、作物に吸収されなかった余剰肥料などの流出で環境を汚染することもなく、全体
的な資源効率としては劇的に節約・改善するだけでなく、食物カロリーを創出できることになる
（図２）。  

現時点のSoBiC専用の野菜カプセルのラインアップとしては、需要の高いトマトなどの果菜類と
呼ばれる野菜を中心として製品開発をしているが、今後茎菜類や穀物、樹木果物にも対応できる
システムを開発する予定。同社ではSoBiCの資源節約性能と機動力特性を活用して、一般家庭用
に留まらず、都市農業など新たなビジネスモデルの創出や物流展開、多品種に対応するための装
置の更なる高度化や製品開発を進めて行く。その上で、基盤技術（特許取得済み）※のライセン
ス化をするなどして、多くのパートナー企業との連携や共同開発、販売協調をするなどし、可能
な限り早く普及展開を図って行く方針。１７年４月には、一般家庭向け量産型1号機の販売を開
始する計画。価格は本体ユニット6980円（税別）、専用の野菜カプセルを890円（同）で、生育
保証を付けて販売する予定である。

※　詳細不詳（現時点）：個別（例えば：培養剤）などの特許が考えられるが、特許構成として
　　は新規性は乏しい。点を面で網羅して販売するネットワーク（あるいはデジタル）農法戦略
　　（すでに、このブログでも掲載している）を現実展開させるという意味で新規性は大きいと
　　考える。

●　最新気体エンジン技術

ここで、空気エンジンあるいは熱空気機関の新規技術を俯瞰してみる。なかでも、太陽光発電の
絡みでわたし（たち）「光エンジン」に注目している（「特開2010-180817 光エンジン 国際技
術開発株式会社 2010年08月19日 」）。例えば、集光型太陽光発電の１つの形態として、特殊な
気体を作動流体として、集光した太陽光を内燃機関に照射し爆発膨張させ発電させるものである。
とはいえ、構造が複雑となり、量産化によるコスト削減や堅牢性（信頼性）という課題はこれか
らだ。しかし、腕時計などの精密機器製造技術などの微細化は日本の伝統技術であるから、直に
ブレークさせてしまうだろう。

【特許5721129 圧縮空気熱機関】 

従来、慣性エネルギー等の余剰動力を有効利用する方法としてハイブリッドカーなどでは発電機
を用いて電気エネルギーとしてバッテリーを介して行うことが主流であり、回生するためには高
価な発電兼用高出力モーター及び大出力バッテリーが必要であった。また、車両の慣性を回生再
生するために、回生エネルギーを圧縮空気として畜圧して利用することが可能で、出力の大きな
空圧機械をエンジンと併用することはコストが増え装置が大きくなる欠点があった。

また、内燃機関に空気機械と同様の機能を組み合わせて、圧縮空気を利用しての原動機の始動等、
あるいは圧縮空気と共に燃料を燃焼室に供給するなどの総合効率を高める工夫が成される提案あ
るが構造が複雑である。また、内燃機関の排熱を再利用するために一部蒸気機関とする場合、機
構が複雑であり、水を高圧で供給及び蒸気機関車のように水の補給をする必要がある。さらに、
内燃機関からの排熱回収手段としてエリクソンサイクルを利用した熱空気エンジンと内燃機関を
組み合わせた機構の場合、空気機関の組み合わせにより装置が複雑化し、簡単に利用で出来るも
のではない。

【符号の説明】

１ 畜圧器　２ 圧縮配管　３ 吐出配管　４ 加熱配管　５ 制御バルブ　６ 熱交換器　７ バー
ナー　８ エアクリーナー　９ 逆止弁　１０ 排気ポート　１１ 排気管　１２ 消音器　１３ 燃
料噴射ノズル　１４ ピストン　１５ ピストンロッド　１６ シリンダー　１７ 連接棒　１８
クランクシャフト　１９ クランク室　２０ 給気ポート　２１ 高圧逆止弁　２２ 燃焼器　２３
点火プラグ　２４ 加圧ポート　２５ 吸気弁　２６ 高圧弁　２７ 排気弁　３０ 燃料タンク　
３１ 圧縮空気熱機関　３２ 工場　３３ 集熱器　３４ ヘリオスタットアレイ ３５ 太陽電池パ
ネル　３６ 風力発電機　３７ 発電機　３８ 変圧器　３９ 熱配管　４０ 電気配線　４１ 送電
線　４２ 触媒

【要約】

燃機関の圧縮行程にて大気を圧縮して畜圧して回生動力を得ると共に、空気エンジンとして動力
の再生及び内燃機関のクランキング始動を行う共に内燃機関と空気エンジンまたは回生圧縮機と
燃焼室の共用切換制御を可能とした。また、空気エンジンでは排熱または外部熱源より加熱空気
を利用して熱空気エンジンとして作動させ排熱回収を行う。また回生圧縮空気による内燃機関の
過給を行い出力の向上を計り、外燃機関と内燃機関の複合サイクルも可能とし、触媒による希薄
混合気の燃焼も可能としたまた、電力スマートグリッドとしての畜圧による電力のバッファー機
能を持たせた給電の安定化システムとすることで、従来と余り変わらない機構にて低コストで耐
久性に優れ、排熱と回生エネルギーを利用してエネルギー利用効率を向上させる。

　●　今夜の一曲

ボロディン: 弦楽四重奏曲 String Quartet No.2, in D

アレクサンドル・ボロディンの《弦楽四重奏曲 第2番 ニ長調》は、1881年にジトヴォで作曲、
1882年に初演されたとされる。ボロディンが妻に愛を告白した20周年の記念として、エカテリー
ナ・ボロディナ（作曲家夫人）に献呈された。ボロディンの、そして19世紀ロシア帝国を代表す
る室内楽のひとつ。

　　　　　 比　：　人の和　　／　　水地比（すいちひ）

　　　　　　※　長い戦いのあと、人々は和気藹々と親しみあう。比は、
　　　　　　　　人が二人並んだ形の字で、親しみ助けあうことである。
　　　　　　　　卦（か）の形は地（坤：こん）の上に水（坎：かん）が
　　　　　　　　あり、両者の親和によって万物を生み育てるのである。
　　　　　　　　また、天下の位を意味する五陽（下からで五番の－）に
　　　　　　　　多くの陰（- -）が親しむ形で、指導者のまわりに人々
　　　　　　　　が慕い寄る様子を表す。寛容の気持で人に接してゆけば、
　　　　　　　　初めは紆余曲折があるが、やがて多くの人の協力を得て
　　　　　　　　大事業が完成できるのである。あるいは、多くの女性を
　　　　　　　　魅惑する男性と見ることもできる。したがって女性にと
　　　　　　　　っては容易ならぬ事態である。後（おく）るる者は凶、
　　　　　　　　とある。

  
【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １４】 

風況を選ばない高出力インテリジェント風力発電機

●　フィールド実験 

既存の風力発電機モデル（前段風車ロータ径２メートル)を用いたフィールド実験によって イン
テリジェント風力発電機の基本特性を把握するとともに指針を得る。このとき、高さ８メートル
の固定式タワーによる自然風下でのデータ、および車載による車速一定すなわち一定風速下（大
型風洞実験に相当)でのデータを取得する。

海に面した小高い山の中腹を選定した（福岡県北九州市若松区頓田）、現地調査に始まり、搬入
路造成、基礎工事を経て実験サイトを準備した。そこに建立するタワーについては、暴風雨など
から発電機や風車ロータを保護するため（実験用のため防水対策がなされていない）可倒式を採
用する（上図４－１）。

タワーの頂部には風車ロータ（前段風車ロータ径２メートル、翼枚数３枚、後段風車ロータ径１.
３３メートル、翼枚数５枚）、二重回転電機子方式二重巻線形誘導発電機（８極３相、同期速度
９００min-1、定格出力１.２キロワット）、ヨー駆動機構など重量１７５kgfを搭載する（図４－
２、４－３）。タワーの設計に際しては、カットアウト風速毎秒２５メートルのときに風車ロー
タが回転状態、つまり回転円盤とした場合と、最大風速毎秒６０のときに風車ロータが静止状態
を想定して形状を決定。タワーは 下段部（０～５メートル、外径１９０.７ミリメートル、内径
１８０.１ミリメートル、安全率１４.６） 上段部（５～８メートル、外径１３９.８ミリメート
ル、内径１２７.８ミリメートル、安全率７.８）および風向制御機構を備えた発電機ベッドから
なり、地上から３.５メートルと６.５メートルの位置にそれぞれ４方向に合計８本設けた支線ワ
イヤー（亜鉛めっき鋼より線、外径１０.５ミリメートル、安全率１０.５）によって支持されて
いる。

●　フィールド実験方法

前後段風車ロータそれぞれの回転速度は、発電機内に設けた回転速度計で測定される。発電機の
励磁側（２次側）の周波数 f2 はインバータで，電圧 V2 はスライダックによって自由に調整で
きる。出力側（１次側)は、９０ワット～２３７０ワットの間で選択できるランプ負荷に接続さ
れている。風速は、風車ロータに流入する風速を観測するためのものと、フィールド実験場の風
況を観測するものの２つを設置した。両風速計とも風車ロータの回転中心と同じ高さにある。

図４－４に示すように、１次側／２次側の周波数 f1， f2，電圧V1，V2，電流 I1，I2，出力 P1，
P2，前後段風車ロータの回転速度 NF，NR，風速 V の全データは、制御サーキットに集約され１
秒毎に PC に蓄積される。制御サーキットに装備されたタッチパネルでは、これらのデータをリ
アルタイムで確認することや、風力発電機を風の方向に調節するためのヨー制御を行うことがで
きる。安全のため前後段風車ロータにはそれぞれ電磁ブレーキを備えている。

図４－５は、フィールド実験サイトの０６年１２月２８日から０７年１月１５日までの風況デー
タを１０分間毎に平均したものである。観測は風車ロータの回転中心と同じ地上から８メートル
の高さの位置で行った。風速を黒丸で、風向を四角の白抜きで示している。風力発電機が稼動で
きる程度の風速がるとき、風はほぼ２７０°（北西）の方向から吹いていることがわかる。

●　２次側の周波数と電圧を一定に保った場合の実験

２次側の励磁周波数 f2 と励磁電圧 V2 を一定(f2=60Hz，V2=50V)に保った状態で、ランプ負荷
P1lump が　90W の場合と540W の場合について、フィールド実験結果の一例を図４－６、４－８
に示す[NF，NR，NT：前段風車ロータ（２次側）後段風車ロータ（１次側）および相対回転速度]、
ランプ負荷が大きいと後段風車ロータの回転速度が遅くなる（図４－６）が、１次側周波数 f1
は相対回転速度NT に対応して風速の増加とともに増加する（図４－７）。また、出力も風速と
ともに増加するが，ランプ負荷が大きいほど1 次側からの出力 P1 も高い(図４－８）。

●　車載実験での研究成果

ここで用いた風車ロータはタンデム風車ロータとして好適な姿がわからないまま設計されたもの
である（図４－９）が、前後段径 dF=2000 mm，dR=1330mm，前後段ブレード枚数 ZF=3，ZR=5(1)、
前後段風車ロータ間の軸間距離 l=160 mm である．前後段風車ロータのブレードは、日本の風況
を考慮しV=8 m/s においてMEL012 翼型(2)を用いて設計されている。このとき、前段風車ロータ
は一般的な翼素運動量理論(3)により、ブレードに最適なひねりと翼弦長が与えられている。後
段風車ロータについては経験がないので、前段風車ロータのみについて商用の数値解析コード(C
FX-10)で数値シミュレーションを行い、後段風車ブレードへの流入角を予測し、その流れに対し
最適なひねりを与え、翼弦長は前述と同様な方法で決定された。

●　内外二重回転電機子方式同期発電機の準備

ここでは車載実験を行うので，系統電力を必要とする誘導発電機が使用できない。そこで、永久
磁石励磁４極三相交流発電機（定格1000W、750×2 min-1、100V、50Hz）を準備した（図４－10）。
ただし、本研究目的に支障はないものの、相反回転方式水力発電ユニット用に製作されたものを
流用しており、本風車ロータとの適合を考えて製作されたものではない。無負荷運転時における
回転速度と誘起電圧 E の関係を図４-11 に示す。

ここに，NGR，NGF はそれぞれ内側および外側回転電機子（R：後段、F：前段風車ロータと連結）
の回転速度であり、回転方向は互いに逆方向（相反回転）である。両回転電機子の回転速度に比
例して誘導電圧E は高くなり、たとえば、内側と外側の相反回転速度が同じ場合（NGR=NGF）の誘
起電圧 E は所望通り、外側が固定子の場合の倍となる。図４-12 はランプ負荷がある場合の誘
起電流I に対する内外回転電機子に作用する相反回転トルクTGR，TGF（回転トルクの方向は逆）
の一例を示したものである。

両回転電機子に作用する回転トルクは回転速度に関係なく誘起電流に比例する。理論上、同一電
流では常に両回転電機子に働く回転トルクは同じであるが、軸受けの摩擦トルクによりI=0 でも
回転トルクが生じ、スリップリングを有する内側回転電機の回転トルクTGR のほうが幾分大きい。

上述の風車ロータと発電機からなるユニットをタワーの上端に設け、図４-13 のようにピックア
ップトラックに搭載した。ここでは、小型独立電源用を意識してダウンウィンド型を採用した。
約1.5 Km の直線道路を一定速度で走行することにより、風洞実験と同様に微風速から強風速ま
で定常的な風速を再現した．このような方法の有効性は既に報告されている。

実験に際しては，前後段ブレード取付け角βF, βR およびランプ負荷 Pbulb をパラメータとし、
風速V，前後段風車ロータ回転速度 NF, NR，発電機の誘起電圧E，誘起電流 I，出力 PG を測定し
た。発電機からの出力は電力計を介してランプ負荷に接続されており、ランプ負荷の大きさはス
イッチにより段階的に変更できる。なお、ランプは電圧と電流によって抵抗が変わるので、ここ
では便宜上、ランプ負荷 Pbulb そのものでデータを整理した。これら全ての測定データはデータ
ロガーに１秒ごとに記録されるが、本報告ではそれらの一定時間平均値で評価する。

●　性能に及ぼすブレード取付け角の影響

図４-14 にランプ負荷 Pbulb=450 W の場合について、ブレード取付け角（図４-15　ティップの
翼弦と周方向が成す角度）を変化させたときの、風速 V に対する前後段風車ロータの回転速度
NF，NR の一例を示す。前段風車ロータは低風速から回転を始めるが、後段風車ロータはなかなか
回転せず、βR=20 deg. 以下では風速 V=7 m/s 以上になって初めて前段風車ロータと逆方向に回
転する。この原因として、前述したように後段風車ロータが駆動する内側回転電機子の機械トル
クが大きいことと、同期発電機特有の永久磁石による磁気力が考えられる。取付け角を大きくす
ると（βR=30 deg.）。回転速度の増加は期待できないものの、低風速での回転トルクを大きく
することができるので、後段風車ロータのカットイン風速を低風速よりにすることができる。

● 性能に及ぼすランプ負荷の影響

ブレードの取付け角をβF=βR=20 deg. とし、ランプ負荷を変化させたときの回転速度を図４－
16 に示す。ランプ負荷が大きい(電流の増加)ほど、上述した磁界の影響が強くなるので、低風
速域の後段風車ロータは前段風車ロータの回転トルクに打ち勝てず。前段風車ロータと同方向回
転する。風速が増すと後段風車ロータの回転トルクも大きくなるので、ランプ負荷によらず相反
回転する。このときの発電特性を図４-17 に示す。相対回転速度に対応した起電力 E が発生し、
風速の増加とともに出力も大きくなる。図中の範囲ではランプ負荷が大きいほど、起電流、出力
とも大きい。

● 発電制御の代替

本風力発電ユニットはもともとブレードのピッチコントロールを必要とせず。出力制御が必要な
系統連系では、それが容易にできる誘導発電機を採用する。しかし、ここでは同期発電機を使用
しているので、出力制御をブレード取付け角で行ってみた（ピッチコントロールに相当）、風速
V=14m/s を定格運転開始風速とし、それより低風速側では最高効率運転、高風速側では出力一定
にしたときの、出力を図４-18 に示す。同図に、βF_βR_Pbulb の値も併記した。この運転挙動は
本風力発電機の着想に沿ったものであり、ブレード形状の好適化により取付け角一定で実現する
のが究極の目標である。



●　後段風車ロータの改良

図４-12 に示した発電機のトルク特性を参考にして、低風速 V=2m/s から設計点風速 V=8m/s ま
で十分な回転トルクを発生するよう。後段風車ロータの改良を試みた。後段風車ロータの設計に
は翼素理論(3)を用い、カットイン風速 V=2m/s で後段回転速度 NR=50min-1、風速 V=8m/s で発
電機の定格回転速度となるように後段回転速度を NR=750min-1 に定めた．カットイン風速におい
ては後段風車ロータに軸方向流入するものとし、風速 V=8m/s では、前述の数値シミュレーショ
ンから得た流入角を用いた。低風速域でのトルクを増加させるために、翼弦長をハブ側からティ
ップまで150mm 一定とし、ブレードのハブ側から４分の３のひねりを大きくする。このブレード
により，着想通り低風速から、後段風車ロータを駆動でき、低風速域から高出力になると思われ
る。

タンデムロータ型インテリジェント風力発電ユニットの実用化に向け，従来の設計法を流用した
風車ロータからなるプロトタイプを用いて車載試験を実施した。タンデム風車ロータとしての設
計法を確立するため、風洞による風車ロータ開発を行っているが、前後段風車ブレードの最適マ
ッチングの必要性が明らかとなった。系統連系を目指す場合、別途開発を進めている二重回転電
機子方式二重巻線型誘導発電機とタンデム風車ロータとの的確な連携プレーにより、発生する電
気を高品質に保つことができるので、これに関しても制御系を含めて研究開発を進めている（現
状にういては不詳）。

【作ってみよう超高性能自律分散型風力発電システム】

 
JP 2016-118170 A 2016.6.30

【符号の説明】

１ 風力発電用垂直軸型風車　２ 支柱　３ 固定部　４ 軸受部　１０ 回転体　１２ 円筒部　
１２' 円筒部フレーム　１３ 翼　１４ 翼支持腕　１４' 翼支持腕フレーム　１６ シャフト　
１２０ 中央部カバー　１２１ 上部カバー　１２２ 下部カバー　１２３ 頂板　１２４ 中板　
１２５ 底板　１５０ ガイドローラー　２００、２０１、２０３ 翼部材 ２０４ ボトムカバー
２１０ 筒状側壁部 ２１１ 一方の開口部 ２１２ 他方の開口部 ２１４ 補強部材 ２１５ フラ
ンジ部 ２１６ 筒状立上り部 ２１７ 板状部材 ２１８ 翼桁用開口部 ２２０、２２２ 連結孔
２５０ 切欠き部 ２７０ 翼桁 ２８０ 翼取付けステイ ２８１ 貫通孔 ２８２ 連結部

今回まで風力発あ電装置（システム）の現況を俯瞰してきた。ここでは中間的な、わたし（たち）
）が理想とする高性能な自律分散型風力発電システムの目標仕様（特性）を箇条書きにしてみよ
う。参考として、株式会社ＣＮＯパワーソリューションズの垂直翼揚力型風車（DM-00-300型） 
を参考にする。勿論、バイオミミックリなブレード表面は流体力学数値解析。

●　システムの特徴

●　システム仕様 

　●　今夜の一曲

エルガー弦楽四重奏曲 / E.Elgar String Quartet in E minor Op.83, 1st mvt

1918年、ヴァイオリンソナタ ホ短調 作品82の完成後に、ピアノ五重奏曲イ短調 作品84ととも
に着手された。ピアノ五重奏曲の完成は翌1919年になったが、弦楽四重奏曲は1918年末に完成。
エルガーには1907年にも弦楽四重奏曲を作曲する計画があったが、交響曲第1番の作曲が優先さ
れたためにこちらは放置された。1918年に作曲されたのは、この時の構想とは異なる弦楽四重奏
曲。 

初演は1919年5月21日、ロンドンのウィグモア・ホールにおいて、ピアノ五重奏曲とともに同じ
演奏者、アルバート・サモンズとW.H.リードのヴァイオリン、レイモンド・ジェレミーのヴィオ
ラ、フェリックス・サルモンドのチェロにより行われる。エルガーの妻キャロライン・アリスは
この曲の第2楽章を気に入っていて、その葬儀の時にも演奏されている。

　　　　　　　　  　　「私は」ではなく「我々は」を考えることが大切。

                          　     　　     ピーター・ドラッガー

                       　　　 　　　　　   　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　Peter Ferdinand Drucker
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　Nov. 19, 1909 － Nov. 11, 2005 

【爆弾低気圧の黒幕は黒潮 ? 】

●　大雪で立ち往生する車両　鳥取県智頭町

２４日、大雪が続く鳥取県内は同県智頭町や江府町などの国道や自動車道で動けなくなる車が続
出した。県や国土交通省、西日本高速道路によると、一時３百台以上が立ち往生し、車両の移動
や除雪作業を急いだ。気象庁は同日夕まで大雪への警戒を呼び掛けている。昨年夏に鳥取自動車
西栗倉インターチェンジ付近の事故の車両渋滞に巻き込まれた所で（『山陰海岸国立公園　鳥取
砂丘』2016.08.17）、道路幅員の狭さに辟易し、ディズニーチャンネルの「フィニアスとファー
ブ」のハインツ・ドゥーフェンシュマーツ博士（Dr. Heinz Doofenshmirtz）のセリフの「呪ってや
る～」のシーンが過ぎる（貧相な道路設計問題でなく大雪が原因なのだが）。

  Dr. Heinz Doofenshmirtz

  Jan. 21, 2017

黒潮が爆弾低気圧と大気循環に及ぼす影響の概念図

そうではなく、この背景、つまり、大雪の背景に爆弾低気圧の黒幕は黒潮にあるのだというのだ。
それによると、冬に暴風雪をもたらす爆弾低気圧は、日本列島の太平洋岸を北東に流れる暖流・
黒潮が熱帯海域から運び込んだ熱をエネルギー源として生まれることが、北大大学院理学研究院
の見延庄士郎教授（地球惑星科学）と海洋研究開発機構（神奈川県横須賀市）の吉田聡研究員（
北大卒）の共同研究で初めて確認し、２１日付の米国気象学会の専門誌ジャーナル・オブ・クラ
イメート（電子版）に論文が掲載されている（「北海道新聞」2017.01.21）。

ここで、爆弾低気圧とは温帯低気圧のうち、札幌と同じ緯度の北緯４３度付近では中心気圧が１
日で１９ヘクトパスカル以上急低下するものと定義される。見延教授らは８１年９月～０１年８
月の２０年間、人工衛星が観測した海面水温をスーパーコンピューター「地球シミュレータ」で
解析。その結果、低気圧が黒潮の上を通過する際、黒潮が熱帯の海から運び込んだ熱を水蒸気と
して取り込むことで、低気圧中心付近の降水量や降雪量が増加。水蒸気が雨や雪に変わる時に発
生する熱をエネルギー源として爆弾低気圧が急発達する仕組みを明らかにできたことを公表。

これまで、エルニーニョ現象に代表されるように、熱帯では海洋が大気循環を駆動することが知
られていたが、中緯度域では大気が海洋を駆動するという考えが一般的だったが、近年の衛星観
測の充実やスーパーコンピュータの発達により、熱帯から中緯度に流れ込む黒潮やメキシコ湾流
に代表される暖流によって海面水温が急激に変化する領域「海面水温前線」上では、中緯度にお
いても海洋が大気に影響を及ぼすことが明らかになってきたが、社会にも大きな影響を与える爆
弾低気圧については、黒潮・黒潮続流域に集中して発生することは知られていたが、黒潮・黒潮
続流が影響して、爆弾低気圧が生じているのかどうかは未解明であった。

つまり、同研究グループは、JAMSTEC（海洋研究開発機構）のスーパーコンピュータ「地球シミ
ュレータ」を用いた全球大気モデルでの黒潮有無実験により、短時間で急速に発達する「爆弾低
気圧」を黒潮が日本付近に集中させていることを発見、また、この爆弾低気圧の集中が下流の北
東太平洋上でのジェット気流の南北蛇行を引き起こし、北米西岸やハワイ付近の降水量に影響す
るメカニズムを世界で初めて提唱――黒潮が熱帯から運び込んだ熱が爆弾低気圧のエネルギー源
となって北太平洋の大気循環と降水分布に影響を与えていることを示した。

この研究の成果により、地球の気候がどのように形成されているかの理解を大きく進めるととも
に、今後、黒潮やメキシコ湾流などの暖流と大気との相互作用の研究や、将来予測実験における
中緯度気候場の信頼性研究に大きな影響を与えることが予想できる。尚、本研究はMEXT科研費
（新学術領域研究「中緯度海洋と気候」計画研究の一環として実施される。
   Jan.　23, 2017

●　里山薪ストーブ普及事業構想

滋賀県の湖東部の里山を活動中心として　簡単に言えば「里山薪・ペレットストーブ事業」を通
し、持続可能な豊かな地域社会を創生し、地域社会に貢献する（事業理念）。そんなことを新年
には入り考えていた。事業を実現するための関連技術レベルは容易くはないがさほど難しくない。
というのも、全国で薪ストーブの普及活動は展開され、実績も十分にある。ただ、個人的な理由
とオールバイオマス・システムの具体的実践してみたという思いの２つが動機になっている。前
者は、寒くなると、近江八幡市にある水ヶ浜の「シャーレ」にある情緒豊かな薪ストーブを囲み
飲食する楽しむことを体で覚えてしまったことによる。後者は、今までブログで掲載してきた諸
々の理念やビジョンとして掲載してきたことによる。また、その事業イメージの特徴を簡単に書
くと、①生態学的配慮と過当競争をさけるために、50×50キロ平方メートルに１つのＮＰＯ（非
営利事業）セルを設立。②事業対象を会員・非会員の双方で組織化し下図の事業から構成活動す
る、③年次計画を策定し設計・施工及び燃料と装置を製造し、④設備補修・メンテナンス・管理
を行い、⑤燃料販売、また、設備の撤去・リサイクル（燃え殻灰などの回収再利用）を行うとい
うもの。

　


まぁ～、堅いことはここまでとして、事業の特徴は次の通り。

※・特開2015-040275  木炭スラリー燃料、その製造方法及びその製造装置 三井造船株式会社
　・特開2014-218626  木酢液の製造方法及び木酢液の使用方法 有限会社オフイスヨコオ
　・特開2010-155913  木本類の不完全燃焼ガスの製造方法、不完全燃焼ガス、木酢、融雪剤、
　　蟻酸金属塩混合物の製造方法、蟻酸金属塩混合物 株式会社 小野建設
　 
※　発酵乾燥方法

JP 2013-127349 A 2013.6.27 

※　注釈及びリンク

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   ●　今夜の一曲

ラヴェル: 弦楽四重奏曲 String Quartet, in F

『弦楽四重奏曲 ヘ長調』は、モーリス・ラヴェルが1902年12月から1903年4月にかけて作曲した
室内楽曲。1904年3月5日にエマン四重奏団（Le Quatuor Heyman）によって初演。のちに多少手を
入れた上で、1910年に出版。敬愛する師ガブリエル・フォーレに献呈。ラヴェル２作目の室内楽。
ドビュッシーはラヴェルのこの作品に熱狂的な賛辞を送り、ラヴェルに終楽章を改訂せぬように
説得し次のように進言する。 

「音楽の神々の名とわが名にかけて、あなたの四重奏曲を一音符たりともいじってはいけません」 

しかしながらラヴェルは、出版にあたって作品全体を改訂して、より構築感が高まるようにした。
弦楽四重奏曲は難しく、作曲家が成熟期を迎えるまでに手懸けることは滅多にないが、当時まだ
２７歳のラヴェルはその作曲に挑んで、この楽種の傑作を示す。以下の４つの楽章から成り、全
曲を通し演奏に約３０分を要し、フランク楽派の伝統を受け入れて循環形式をひかえめに援用し、
作品の自然な統一感をもたせることに成功していると評される。

   　　　　　　　 剛を制する道　／　風天小蓄（ふうてんしょうちく）

 　　　　 　※  畜とは、とどめる、たくわえる、やしなうこと。小なる者（一つ
　　　　　　　　の陰）が大なる者（五つの陽）をとどめようとする。したがって
                少ししかとどめろことができない。「小畜」とは、小がとどめる。
　　　　　　　　　　　　少しとどめることである。常軌を逸した夫、君主を、妻、臣下がとどめよ
　　　　　　　　　　　　うとするのである。小が大をとどめるには、それなりの方法がな
　　　　　　　　ければならない。いたずらに張り合っては破綻する。陰の力はま
　　　　　　　　　　　  だ弱い。雨気は充満しているが、それが形をなさぬときの陰鬱で
　　　　　　　　イライラした気分、「密雲雨ふらず」である。くれぐれも短気を
　　　　　　　　起こしてはいけない。

 【ＲＥ１００倶楽部：日本の消費電力１割分を達成】

●　出遅れる日本勢　加盟企業ゼロ

１月１７日に発表した「2017 RE100 Annual Report」で、グローバル企業１１社が再エネ100％を達成
した報じている。現在、欧米を中心に世界の87社がRE100に加盟しており、会員企業の数は増加中と
いう。アジアからはインドと中国の企業が加盟しているが、日本からの加盟はゼロである。RE100の
会員企業が創出する再エネ需要は、年間に約１０７テラワットアワー。この電力量は、オランダ一
国が消費する量にほぼ相当し、日本のエネルギー消費量の１０％相当する。会員企業は、再エネ100
％という目標に向けて取り組んでおり、米ゴールドマン・サックス社は１４年には１４％だった再
エネ比率を１５年には８６％にまで引き上げている。同様に、ノルウェーのElopak社は１８％から、
８６％に、スウェーデンのH&M社は２７％から７８％に、同期間でそれぞれ再エネ比率を向上させ
ている。地域別には、米国の会員企業は約５０％（１５年に使用した再エネの量は６.６TWh）、欧州
は（同1１４.４TWh）、中国は約２５％（同０.４TWh）、インドは約１０％（同０.１TWh）がそれぞ
れ再エネである。会員企業の事業分野別では、電気通信サービスが再エネ100％に最も近く、１５年
に９７％の結果を達成している。

【はじめてのオールソイタウン】

食用油脂大手の不二製油が、豆乳を発酵させたチーズの量産に日本で初めて成功（読売新聞 2016.
10.19）。牛乳から作る本物のチーズと同様に、加熱するととろける。学校給食用などに１０月から
売り込んでおり乳製品アレルギーの悩みから解放されそうである。この発明の特徴は、豆乳に含まれ
る発酵を妨げる油分の分離。チーズにするのが難しかった油分を含む生クリーム状の「豆乳クリーム
」の分離することで、牛乳由来と遜色ないチーズに仕上がる。尚、詳細は今のところわからない（参
考：特開2015-065949 大豆蛋白質含有チーズ様食品 不二製油株式会社）とブログ掲載（『ナノカー
ボン電子工学千一夜』2016.10.19／上図ダブクリ参照）しているが、豆乳チーズについて、NHKあさ
イチで、取り上げていた（出典：「スゴ技Ｑ　おいしく豆乳を“食べ尽くす”極意」2017.01.14）の
見て、オール大豆蛋白の時代がやってきたと実感する。

大豆の栄養価については周知されているところだが、投入には牛乳に比べ低カロリーな上、骨の健康
維持に役立つイソフラボン、高コレステロール改善が期待できる大豆たんぱく質が、たっぷり含まれ
ている。あとは加工技術が整えばチーズ、バター、ハム、ソーセイジ、ミルク、マヨネーズ、クリー
ム、ミート、などの酪農食品は置き換わることになる。

それじゃ、この滋賀県のどこか１箇所に「オールソイ（ビーズン）タウン」があってもおかしくないと考え、移住者
を募ってみてはとブログ掲載した次第。諸君、「わがタウンに集まれ！」と。

  ●　今夜の一曲

ショスタコービチ: 弦楽四重奏曲 String Quartet No 8, in c, Op.110

弦楽四重奏曲第8番ハ短調 作品110は、旧ソ連の作曲家ショスタコーヴィチによって1960年に作曲さ
れた弦楽四重奏曲。作曲者によって「ファシズムと戦争の犠牲者の想い出に」捧げるとしてあるが、
ショスタコーヴィチ自身のイニシャルが音名「D-S(Es)-C-H」で織り込まれ、自身の書いた曲の引用
が多用され、密かに作曲者自身をテーマにしていることを暗示、１５曲あるショスタコーヴィチの
弦楽四重奏曲中で、最も重要な作品とされる。初演は1960年10月2日,レニングラードのグリンカ小
ホールで,ベートーヴェン弦楽四重奏団により演奏される。

1960年7月19日にショスタコーヴィチ自身が友人グリークマンにあてた手紙に、映画音楽の仕事が全
く手に付かずに、ひたすら弦楽四重奏曲の作曲に向かったと述べ、「この曲を書きながら、半ダー
スのビールを飲んだ後の小便と同じほどの涙を流しました。帰宅後もこの曲を二度弾こうとしました
が、やはり泣いてしまいました」と苦しい気持ちを訴える。

   　　　　　　　 虎の尾を踏む　　／　　天沢履（てんたくり）

 　　　　 　※  履は、ふむ、実践することである。実践には常に危険がともなう。
　　　　　　　　だが危険を恐れてはなにもできない。虎の尾を踏むような危険の
　　　　　　　　中でどのようにして身を全うすればよいか。この卦（か）は、剛
　　　　　　　　強・有為を示す上卦のΞ（乾）に、柔順を意味するΞ（兌：だ）
　　　　　　　　が従っている形である。目上の者や経験者の言葉に率直に従い、
　　　　　　　　先人の経験から教訓をとり出す心構えが必要である。猪突猛進す
　　　　　　　　れば必ず失敗する。自分の力を考えて、着実に進んで．行けば、
　　　　　　　　初めは危険に遭遇しても、必ず目的を達することができる。

●　除雪で嵌ったドリスト　梅味ストロング

まぁ～何というか、疲れがたまっているのか、テンションは降下し、ディスプレイに向えど頭の中は
まとまらず、気分はバーバル。そこで口にしたのがこの「ドリトス　梅味ストロング」。酸味が嵌り
怖いぐらいに（似非中毒症とでも言うのかなぁ）、食べ続けていた。メーカーのジャパンフリトレー
株式会社は、日本国内で「フリトレー」ブランドのスナック菓子製造・販売する企業。フリトレーは
米国企業ペプシコのブランドで、ジャパンフリトレーはペプシコが出資するカルビーの完全子会社。
ここで、ドリトスとは、すり潰したトウモロコシから作るメキシコ、アメリカ合衆国南西部および中
央アメリカの伝統的な薄焼きパンであるトルティーヤ（スペイン語: tortilla）のこと。現代は、小麦
粉から作られた同様のものもトルティーヤと呼ばれタコス――メキシコを代表する料理のひとつで、
メキシコ人の主食のトウモロコシのトルティーヤで様々な具を包んで食べる。"taco"という単語その
物が「軽食」を意味する――を作るのにも使われる。

「すっぱさがスーパーストロングな梅味ドリトス新登場！口の中がきゅーっとなるほどの強烈なすっ
ぱさにこだわりました。すっぱさの後にさわやかな梅の香りが口に広がります。超すっぱい、だけど
クセになる。ドリトス　梅味ストロングをお楽しみください」が売りのこの商品は、今月２３日に発
売されているから、彼女のお陰というほかない。食品栄養学的に課題がないのかというこれはフェル
マータとしておくとして、ここで使用されているトウモロコシが遺伝子組み換えでないと表記されて
いることに安堵する。そして、スパイスとして梅パウダーの製造法に注目するがこれ以上詳細調査は
やらないことにする。

【はじめてのオールソイタウン Ⅱ】

昨夜のつづき。どのようなイメージ、夢としてこの構想の特徴を次のように列記する。

ざっと思いついたことを書いたが、大豆（タンパク・繊維質・ポリフェノール）生産と消費による①
健康増進、②医療貢献、③食糧安全保障、④地方分権・地方活性の促進を目標としている。

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １５】  

風況を選ばない高出力インテリジェント風力発電機 

●　発電機と制御系の最適マッチング

発電機の基本特性を調べるために図5-1  に示すテストスタンドに、新たに開発した二重回転電機子方
式二重巻線形誘導発電機（３相８極、同期速度 900min-1、定格出力1.2kW、図5-2）を設ける。本来は
内側回転電機子と外側回転電機子が互いに逆方向に回転するが、相対回転状態を知ればよいので、こ
こでは外側回転電機子を固定して、内側回転電機子のみを回転させる。内側回転電機子はトルク検出
器を介して電動機に連結され、インバータにより回転速度を自由に調節できる。発電機の２次側（励磁
側、内側回転電機子）は、電力計を介してインバータに接続され、周波数、電圧を調節することがで
きる。１次側（出力側、外側回転電機子）は、電力計を介して外部負荷としての電球に接続され、点
灯させる電球の数によって負荷を調節する。

●　発電機の特性

１次側の周波数をf1=60Hz、電圧をV1=200V に保ち，種々な負荷P1set(lamp)に対して、２次側の周波数
f2、電圧V2 を調節したときの結果を図5-3 に示す。ここに、２次側周波数f2 が負の値は相を入れ替え
た（逆潮流）ことを示し、NTは相対回転速度である。１次周波数f1=60Hz を得る２次周波数f2は負荷
の大きさには依存せず、回転速度のみで決定されることがわかる。これに対し、３次電圧V2は１次側
の負荷P1set(lamp)に依存し、負荷および回転速度に適した電圧を励磁する必要がある。図5-4 に２次
側への入力P2を示す。同期回転速度NT=900min-1 以上では負の値になる。これは、２次側すなわち励
磁側からも出力が取り出せることを意味しており、真の出力はP0 = P1 - P2 で与えられる（図5-5、P1：
１次側からの出力）、この特徴を生かすためには、出力を一定に保つ定格運転開始の回転速度すなわ
ち風速を幾分速いところに設定したほうがよい。

制御系とのマッチング

以上の発電機特性に基づき、前段風車ロータ径2.7m、定格運転開始風速を10m/s として、１次側の電
圧V1=200V、周波数f1=60Hz を得る運転制御を試みた。図5-6(a)で与えられる回転トルクT と相対回転
速度NT の風車ロータに対しては、入力側の周波数f2 と電圧V2 を図5-6(b)のように制御すれば，図5-6
(c)に示すような１次側出力P1、２次側入力(出力)P2 および真の出力P0 が得られる。本風力発電ユニッ
トは低風速でも風車ロータを回転させることにしている。したがって、極微風速（カットイン風速１
m/s 以下）でも風車ロータを回転させるための導電開始のタイミング（風車ロータは回転しているこ
とが重要なので、発電機を電動機として使用し、風車軸系の静止摩擦をアシストすることに決定）、
および変動する実風況下における出力（回転速度）の安定化も視野に入れた制御が必要となる。

試作２号発電機の励磁特性

開発した二重回転電機子方式二重巻線形誘導発電機２号機（３相１０極、3kW 同期速度720 min-1、
定格出力3kW、図5-7）の制御に必要な２次側の励磁特性を調べたが（図略）、出力が高いこともあり、
本格的な実証試験に向けた制御系とのマッチングは今後の宿題として残されている。

同期発電機と風車ロータのマッチング

ダウンウィンド型風力発電ユニットの実証試験で使用した発電機は永久磁石励磁４極３相交流同期発
電機（定格出力１kW、同期回転速度750×2min-1、定格起電圧100V、定格周波数50Hz）である。本事
業で準備したものではなく、比較的回転トルクが大きい既存の相反転方式水力発電ユニットのものを
流用しており、本風車ロータとの適合を考えて製作されたものではない。無負荷運転時における回転
速度と起電圧E の関係を図5-8 に示す。ここに、NGR、NGF はそれぞれ内側および外側回転電機子（R：
後段、F：前段風車ロータと連結することになる）の回転速度であり、回転方向は互いに逆方向（相
反回転）である。両回転電機子の回転速度に比例して起電圧E は当然高くなり、例えば、内側と外側
の相反回転速度が同じ場合（NGF=NGR）の起電圧E は所望通り、外側が固定子（NGF=0）の場合の倍
となる（図示は略）、図5-9 は、ランプ負荷がある場合の起電流 I に対する内外回転電機子に作用す
る相反回転トルクTGR、TGF（回転トルクの方向は逆）の一例を示したものである。両回転電機子に作
用する回転トルクは回転速度に関係なく起電流に比例し、同一起電流では常に両回転電機子に働く回
転トルクは同じことが確認できる。I=0 は無負荷運転に相当し、そのときのトルクは静トルク、すな
わち最低限風車ロータを回転させる（カットイン風速）ために要求されるトルクである。

次回はこの実験の最終項目「電気系と風車ロータの最適マッチング：実証試験」に移るり成果報告は
終了する。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

  ●　今夜の一曲

シューベルト: 弦楽四重奏曲 String Quartet No.14「死と乙女」, in d, Op.posth. 

弦楽四重奏曲第１４番ニ短調 D810は、フランツ・シューベルトが作曲した弦楽四重奏曲。作曲者が
健康の衰えを自覚した直後の1824年に作曲。第２楽章が自身の歌曲「死と乙女」を引用していること
からこの曲も『死と乙女』と呼ばれている。すべての楽章が短調で書かれ、当時のシューベルトの絶
望的な心境が映し出されている。

【構成】

   　　　　上下和合、泰平の道　　／　　地天泰（ちてんたい）

　 　　　 　※  この卦は、天を意味する三（乾）が下にあり、地を意味す三三（坤）
　　　　　　　　が上にある。つまり天地が逆になっているわけだが、これがかえっ
　　　　　　　　てよいのでる。すなわち、天の気は上へ上へと昇り、地のは下へ下
　　　　　　　　へと降る性質をもつ。もし、大が上にあり、地が下にあれば両者は
　　　　　　　　次第に離れていく。逆になっているからこそ、天の気が上昇し、地
　　　　　　　　の気が下降したところで両者がぴったりふれあい、そこで万物が生
　　　　　　　　み出される。ここには、対立物の統一を両的にとらえる易理の理想
　　　　　　　　的な形が示されているのである。人間関係でいえぼ、上司と下僚僚、
　　　　　　　　夫と妻、親と子、強者と弱者、あるいは友人同士が和合一致して万
　　　　　　　　事順調に運ぶにはどうすればよいかということを示している。「泰」
　　　　　　　　とは、やすらか、安泰のこと。卦の形を見ても、がっしりした地盤
　　　　　　　　に立つ建築物を連想させる。安定した繁栄である。しかし、大吉は
　　　　　　　　凶にかえる。油断は禁物である。第三爻、上爻の言葉を銘記するこ
　　　　　　　　とだ。

 Jan. 26, 2017

●　「馬鹿な壁」を残すより賢い選択を

２６日　トランプ米大統領の「米国第一」主義が壁にぶち当たっている。新政権は、メキシコとの国
境に壁を建設する費用を負担させるため、同国からの輸入品に課税する方針を示し、資金をたっぷり
捻出できそうだが、ツケを払うのは米国の消費者かもしれない。不法移民を防ぐために壁を建設し、
メキシコに建設費を負担させると繰り返し述べ、就任後第１週目にして壁建設の大統領令に署名。ペ
ニャニエト・メキシコ大統領は２６日、トランプ氏との会談を中止すると発表したと伝える（「コラ
ム：メキシコ国境の壁建設費、ツケは米消費者に」ワシントン　ロイター BREAKINGVIEWS　2017.
01.26）。

それによると、スパイサー大統領報道官はその数時間後、メキシコからの輸入品に２０％課税して壁
の建設費に充てる方針を表明し、年間１００億ドルを調達できると述べた。これは議会下院の共和党
議員が提唱している法人税の「国境調整」に似ているようだ。同大統領はは先に、国境調整は複雑過
ぎると述べているとか。下院案では、法人税率を現行の３５％から２０％に引き下げる。同時に輸入
コストを税控除の対象から外し、輸出で得た収入について所得税を免除する。これにより１０年間で
税収が１兆ドル増えるとしているが、輸入品への依存度が高い産業は税負担が重くなる可能性がある。

企業はそのコストを消費者に転嫁するかもしれないとし、米国は昨年１─１１月にメキシコ製品を、
２７００億ドル相当輸入した。最大品目は自動車だが、果物や野菜、ビールも数十億ドル規模で輸入
している。全米小売連盟は、国境調整が導入されればメンバー企業は小売り価格を最大１５％引き上
げざるを得なくなると表明した。トランプ大統領は貿易協定の反故や移民制限にするな大統領令に署
名し、「米国第一」の約束を果たそうとしているが、実際に政策実施するにはもっと複雑であり、壁
建設費の請求書は結局、米国の消費者に回ってくるかもしれない結んでいる。

 Jan. 25, 2017

同日、同じくロイターは、メキシコのペニャニエト大統領は同日、来週３１日にホワイトハウスで予
定していたトランプ米大統領との会談を中止すると明らかにし、トランプ大統領が国境沿いの壁の建
設荷用を負担する用意がないなら、首脳会談は取り止めるべきと発言したことが背景にあり、ペニャ
ニエト大統領は首脳会談を通じて関係修復を模索していたが、両国の対立はさらに深まったことを伝
えている（「メキシコ大統領がトランプ氏との会談中止　壁建設めぐり溝深まる」メキシコ市／フィ
ラデルフィア　ロイター 2017.0126）

これに先立ち、トランプ大統領はツイッターで、「米国はメキシコに対し６００億ドルの貿易赤字を
抱えている。北米自由貿易協定（ＮＡＦＴＡ）は当初から一方的な取引で、多くの雇用や企業が失わ
れた」とし、「必要性が高い壁の建設費用をメキシコが支払わない場合、近く予定されている（ペニ
ャニエト大統領との）会談はキャンセルしたほうがいい」と述べて、トランプ大統領はその後、フィ
ラデルフィアで開催の共和党会合で、会談中止は相互の合意の下で決定されたと説明したと報じてい
る。

また、同日、時事通信は、米メキシコ国境はカリフォルニアやテキサスなど米南部４州にまたがり、
全長約３２００キロ。１９９０年代から不法移民対策でフェンスが造られ始め、２００１年の米同時
テロ後、国境警備に本腰を入れたブッシュ政権下で０６年にフェンス増強の法律が制定された。既に
７０億ドル（約８０００億円）超を費やし、現在は約１０００キロにフェンスなどの障害物が立つ。

米調査会社バーンスタインの試算では、トランプ氏が主張する高さ約１２メートルの新たな壁を建設
すれば、総工費は最大２５０億ドル（約２兆８０００億円）に上る。２５日の大統領令は「法で許さ
れる範囲で、計画、設計、建設に全ての連邦政府資金を充てる」と言及しただけで、具体的な財源に
は触れていない。莫大な建設費を議会が承認するか、現時点では不透明だという。

大統領は、まず米国が費用を肩代わりし、「後でメキシコにどのような形でも支払わせる」と主張す
る。米メディアは、大統領が連邦機関に対し、メキシコが麻薬対策などで米国から受け取る支援金額
を集計するよう指示したと報道。資金捻出のため、①米国移住者からメキシコへの本国送金制限や、
②ビザ発給費値上げなど、支払いを拒むメキシコへの締め付けを強めるとの観測もある。広大な国境
地帯は、国境沿いを流れるリオグランデ川や砂丘、断崖絶壁の峡谷など地形はさまざま。大統領令に
明記された「物理的な壁」にこだわれば、建設は難しい。特にテキサス州では国境地帯に私有地が多
いとされ、用地買収の難航も予想されると伝える（「壁建設費３兆円、どう工面？複雑な地形、難航
必至－米メキシコ国境」時事通信 2017.01.26）。

 Jan. 27, 2017


確かに、「不法入国」「麻薬密輸入」はメキシコ政府に責任があるが、「低賃金移民雇用」「敵対的
貿易関係」は、米国側の資本家や雇用主の責任にあるのだから大統領就任直後の命令は、いかにも外
交感覚や教養の無さ白日の下に曝すようなもの（いや、壁建設利権を狙う縁故資本家の顔を覗かせて
見せているのかもしれない）。まずは、両国間で会談を重ね、個別課題を解決していくのが正道とい
うもの、約２兆８０００億円もかけ「馬鹿の壁」を残すよりも、その半分の金額を贈与し、メキシコ
国民の生活水準向上に役立て、通商貿易交流を盛んにして利益を得た方が得策だと、そのようにわた
し（たち）は考える。だから、国境に沿って風力発電所を建設し、その電力を米墨両国で均等に供給
利用し、親善の象徴としてめてはどうだろう。

●　ウインパワー、小型風車の申し込み１０００件超

小型風力発電設備の製造・販売などを手掛けるWinPower（ウインパワー）社は、同社販売の出力19.8
kWの小型風力発電システム「GHRE19.8J」への発注申し込みが2016年１月現在で１０００件を超えて
いることを明らかにしたという（「20kW未満の風力発電事業にブームの兆し」日経テクノロジー 2017.
01.26）。出力20kW未満の風力発電設備に関しては、固定価格買取制度（FIT）による買取価格が55円
／kWh（税別）と、現在、最も高い単価になっており、2017年度も同じ単価が維持される見込み。FIT
を利用した導入量は2016年9月末時点で959kW（88件）に過ぎないが、設備認定量は同月末で約31.9MW
（1790件）に達している。

太陽光の買取価格が年々低下し、来年度以降、20kW以上の大型風力の買取価格も下がる見込みのなか、
55円／kWhを維持されている小型風力の投資収益性が相対的に高まっており、ここにきて、設備認定が
急増している。20kW未満の風力発電事業では、単体で20kW近くの定格出力になる機種を１基建設して
連系する方法が、投資収益性に優れる傾向がある。一方で、FITで風力発電設備の認証を取得するには、
日本海事協会によるNK認証が必要で、現在、このクラスの風力発電設備で、同認証を取得している機
種が限られている。

20kW弱の小型風力発電設備でNK認証を取得している機種は、WinPower社の「GHRE19.8J」とC&F
Green Energy社の「CF20」（19.5kW）の2つだったが、CF20に事故が発生したため、2016年11月21日以
降、認証が停止状態になっている。「GHRE19.8J」による設備認定が急増しているのは、こうした背
景もある。設置コストは、ブレード（羽根）、ナセル（発電機などの筐体）、タワー、制御機器、パ
ワーコンディショナー（PCS）などを含めた風力発電設備に、造成、建設工事を加えて、1基3000万～
3500万円を想定している。同社の試算では、年間平均風速5m／秒の立地で年間約360万円、同風速6m／
秒で年間約470万円の売電収入が見込まれ、１０年以内の投資回収が可能としているという。

【量子計算技術の研究を加速】

●　東北大 量子アニーリング方式の新規シミュレーション法の開発

量子アニーリングとは、複数の異なる可能性を同時に保持できる量子力学特有の性質を利用すること
で、様々な可能性の中から最善の結果を見つけ出すことを得意とする計算手法である。このツールを
利用した量子コンピュータを東北大学大関真之准教授らの研究グループが、今月２４日、高度な計算
を行う量子アニーリングのシミュレーションを行う新規手法の開発に成功したと発表。現在、世界中
で競争が進む人工知能の開発。その鍵を握るのは、大規模なデータ、そしてそのデータを処理するた
めの高速な計算技術、またそれを実行するコンピュータです。そのような背景のもと、世界各国で専
用のコンピュータを作る動きが加速している。

新しいハードウェアを作るためには、うまく動作しているのかを担保するためにシミュレーションに
よる検証を必要とするが、量子コンピュータは、これまでのコンピュータとは全く異なる原理で動作
しているため、その全容をシミュレーションするためには多くの困難を伴う。その一つの難しさが、
「異なる可能性を「重ね合わせる」ことのできる量子力学特有の性質を扱う」というもの。

この研究成果では、この重ね合わせの状態を作り出すために利用される重要な「量子揺らぎ」につい
て、これまで利用されてきた「横磁場」という設定法だけに止まらず、より広範囲の様々な量子揺ら
ぎについてシミュレーションを可能にし、量子コンピュータの開発の後押しにとどまらず、広く社会におけ
るサービスの多様化・高速化へつながると期待されるという、が本当のところわからない！といった方がいい
のだが、このまま読み進めよう。

【量子アニーリングの概要】

名前に「量子」とあるように、私たちの日常的な生活スケールに比べると非常に小さい 原子や分子な
どの動きを決める量子力学による動作原理を利用。量子力学特有の現象である「重ね合わせ」の状態
を利用することで、量子アニーリングは、複数の可能性を 同時に保持しながら最善の選択を見つけ出
すことを得意とする。この重ね合わせの状態を作り出す方法は様々に提案されてきたが、そのどれも
重ね合わせの状態という概念 が難解に感じられる通り、その研究自体も困難なのだ！

量子アニーリングでは、上と下を向く小さな磁石（スピン）の性質を利用。そこに横向きに磁場をか
けることにより、「上向き、かつ、下向き」の磁石の状態を作り出して、どちらの向きを取れば磁石
にとって最善の状態となるのかを探索する。この性質を巧みに利用し、現実の社会で有効な解決策を
探る「最適化問題」の高速解法としようというのが量子アニーリングの発想である？！最適化問題に
は配送経路の最適化、ポートフォリオの最適化、スケジュール管理の最適化などあらゆるサービスの
効率化につながる多様な応用例があり、この磁石の上向き、下向きを配送経路の選択で言えば、この
道を選ぶか選ばないか、に対応させる（上図参照）。

 Jan. 24, 2017

この広範囲な応用例を持つ最適化問題を、磁石の性質を利用し高速に解こうというアイデアは、量子
アニーリングに限らず広く利用され、この小さな磁石の振る舞い を端的に表したイジング模型を巧
みに利用する様子から、「イジング型コンピュータ」として世界各国で開発が進められている。

さらに最適化問題にとどまらず、最善の選択を求めていく過程で、どんなことが起こり得るか
を調べ上げる「サンプリング」にも有効です。このサンプリング技術を利用することで、画像
や音声などの多くのデータから私たちの身の回りの現象を真似するように設定をすることで、
自動的に絵を描いたり、写真を作成したり、言語の生成をしたりするシステムを構築する機械
学習への応用にも注目が集まっている。さらに最適化問題にとどまらず、最善の選択を求めて
いく過程で、どんなことが起こり得るかを調べ上げる「サンプリング」にも有効で、このサン
プリング技術を利用することで、画像や音声などの多くのデータから私たちの身の回りの現象
を真似するように設定をすることで、自動的に絵を描いたり、写真を作成したり、言語の生成
をしたりするシステムを構築する機械学習への応用にも注目が集まっている。

　　イジング模型

【現状での課題】

量子アニーリングを用いる際には、最善の道を探すためにあらゆる可能性を探索するために、
この「横向きの磁場」のかけ方が重要となる。この横向きの磁場の掛け方を通常とは異なる掛
け方をすると、量子アニーリングの計算能力が飛躍的に向上することが指摘されていたが、そ
の実現に向けた研究を行う上で、効率的なシミュレーション方法が必要とされていたが、非常
に困難なものと考えられていた。そのため横磁場のかけ方についてはもっとも素朴な一様なも
のを利用するまでにとどまってきた（上図）。

この研究では、この横向きの磁場の掛け方が通常と異なる場合について、効率的にシミュレー
ションをする方法である「適応的量子モンテカルロ法」を発明しました。この適応的 量子モン
テカルロ法では、シミュレーションをしたい問題設定の性質に合わせた数学的な計算を先にあ
る程度進めることで、既存の方法ではシミュレーションの難しい点（負符号問題）を回避する
ことができ、横向きの磁場の掛け方を様々に変えた場合について、従来型のコンピュータ上で
シミュレーションを可能にすることができた（下図ダブクリ参照）、というのがその主旨であ
る。読者諸氏は、理解いただけたかと思います。

 
Quantum Monte Carlo simulation of a particular class of non-stoquastic Hamiltonians in quantum annealing、Scientific Reports 7, Article number: 41186 (2017)

  ●　今夜の一曲

ドビュッシー: 弦楽四重奏曲 String Quartet, Op.10

弦楽四重奏曲ト短調（Quatuor à cordes en sol mineu）作品10は、クロード・ドビュッシーが1893年に作
曲した室内楽曲。同年12月29日にパリの国民音楽協会にてイザイ四重奏団によって初演されるが、評
価は賛否両論。ドビュッシーの現存する作品では唯一作品番号付きで出版。ドビュッシーは前年に抒
情劇《ロドリーグとシメーヌ（Rodrigue et Chimène ）の放棄直後のこと。楽曲四重奏曲は２点を作曲
する予定であったが、構想がまとまったのは本作のみ。以下の４つの楽章から成り、全曲を通すとお
よそ25分。

【楽曲構成】

 　　　　　　　時代閉塞の現状　／　天地否（てんちひ）

 　　　　　　※ 「否」は前項の「泰」と全く逆の卦である。天は上へとへと行き、
　　　　　　　　地はあくまでも下ヘ行く。なにもかもが行き違い、背きあい、しっ
　　　　　　　　くり行かない。まわりがすべて白い眼を向け、八方塞がりの状態だ。
　　　　　　　　民意は政治に反映しない。貧富の格差はひろがる。卦の形も、脆弱
　　　　　　　　な基盤の上に剛強が乗っており、いつくずれるとも知れぬ白砂上の
　　　　　　　　楼閣を表わす。いまあなたは危機に直面している。一刻も猶予はな
　　　　　　　　らない。閉塞状態を打開するために、真剣に現実に立ちむかわねば
　　　　　　　　ならない。各爻の辞はそのためのヒントを提示する。

　Wikipedia

　Oct. 18, 1974 on US.

  Frederick Forsyth

【オデッサ・ファイル】

 ２５日、ひょんなことでプレミアムシネマで『オデッサファイル』を観る。それが記憶に残り今夜、
まとめたくなった。『オデッサ・ファイル』（The Odessa File ）は、英国の作家フレデリック・フォ
ーサイスの手になるサスペンス・スリラー小説である。若いドイツ人記者と元ナチのための秘密組織
「オデッサ」との間の暗闘を描く。処女作『ジャッカルの日』と並ぶフォーサイスの代表作。タイト
ルは、西ドイツ司法省宛に1964年2月末、匿名の人物によって郵送で引き渡された、「オデッサ」の
支援を受け海外逃亡した元親衛隊達の、顔写真や詳細な所在などを記録したファイルの通称にちなむ。
そして、１９７４年（国内上映は翌年３月）に映画化されているが、記憶にないからそれまで観てい
ないのだろう。

さて、ストーリーというと、ナチス政権下でユダヤ人の絶滅政策を遂行してきた親衛隊（SS）の幹部
たちは降伏直前、連合国軍の追及を逃れ新生ドイツ社会への浸透を支援し、名誉回復のプロパガンダ
をするなど庇護を行なう秘密組織、「オデッサ」を立ち上げていた。西ドイツのルポライター、ペー
ター・ミラーは、ケネディ大統領暗殺事件と同時期に自殺した、一人の老ユダヤ人が遺していた日記
をきっかけに、老人がオストラントの強制収容所から解放された一人であること、所長エドゥアルト・
ロシュマンは司法の追及を逃れて国内で堂々と生活している事を知る。しかもロシュマンは、ドイツ
国防軍大尉だった自分の父・エルウィンを自身に逆らったとして殺し、戦死に仕立て上げた人物だ
った（父が戦死した日付・場所と、日記に記された大尉が射殺された場所、しかも柏葉・剣付騎士鉄
十字章受章者であったことまで一致）。

その所在を掴もうと試みるが、“過去の克服”を続ける一部の関係者以外、周囲の全てが“ナチの亡
霊”から目を背けていることを知らされ、ついには同志を庇おうとするオデッサの妨害が、ペーター
を命の危険に曝すようになる。ついにペーターは、情報を得て帰国直後、滞在中に知り合った元被収
容者で作るユダヤ人グループの力を借り、居場所を突き止めたら彼らを通じて、モサッドに知らせる
条件で、特訓を受けて“元SS曹長ロルフ・コルプ”になりすまし、組織に潜り込む。モサッドの目的
は、この元所長を中心としてナチ残党がエジプトのナーセル政権と組んで計画したイスラエル壊滅作
戦の阻止である。オデッサのドイツ国内での組織長と接触するも正体が発覚、オデッサの差し向けた
殺し屋・マッケンゼンに追われるが、偶然にも追われながら訪れた先々でオデッサ関係者を一人ずつ
葬ることになる。

  Jon  Voight

   Mary Tamm

調査の過程で面識のある金庫破りに盗ませて入手した「オデッサ・ファイル」で元所長の身元を所在
とともに確認し、ファイルを司法省に引き渡す手筈を整える。オデッサのイスラエル消滅計画は失敗
するとともに、ファイルが当局に渡ったことでドイツ国内のオデッサも大打撃を被る。ペーターが持
ち歩いてきた老ユダヤ人の日記は、シャウルが母国へ持ち帰り、結びに記された遺言のとおりにヤド・
バシェムでその老ユダヤ人を慰霊する。

尚、登場人物の元強制収容所長ロシュマンは、実在の人物。リガにあったカイザーヴァルト強制収容所の歴
代所長の一人で、“リガの屠殺人”と呼ばれた。１９７７年８月、パラグアイで死亡が確認されている。原作者フ
ォーサイスはロシュマンをはじめ、実在のナチス関係者や組織についてかなり詳細な情報を入手して
作品を執筆。後年、ロシュマンの検死の関係者が「フォーサイスの小説では、ロシュマンは逃亡中に
足の指を数本欠損したとあるが、それは事実である」と述べている。また、この作品の出版に当たっ
ては、フォーサイスの元に沢山の脅迫状が届いている。

大雪の除雪や作業中でもあり流したところもあったが、ナチズムの台頭とその戦犯、その残党の組織
の陰謀などが理解でき歴史上の事実の重みを感じることとなり、憤慨と陰鬱さがない交ぜになり、考
えること多し。尚、原作者のフレデリック・フォーサイス、主演のジョン・ヴォイトは健在だが、ジ
ギーを演じたメアリータイムは2012年5月に没、享年６２。 

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １６】   

風況を選ばない高出力インテリジェント風力発電機 

●　電気系と風車ロータの最適マッチング：実証試験

６－１ プロジェクト全体における本研究開発部分の位置づけ 

風車ロータ(前段ロータ径4m)、実験室段階で最適マッチングを行った発電機の試作２号機(定格出力
3kW）と制御系、従来技術を応用したタワー、方向制御からなる実証試験用風力発電機モデルを構築
してフィールドで実験を行う。系統連系するアップウィンド型中・大容量機(10kW以上)を対象とす
るが、ダウンウィンド型小容量機(10kW以下)についてもフィールド実験を行う。風車ロータと既存
の相反転方式同期発電機（九州工業大学が水車用として所有）で構成し、本風力発電機の特徴である
風車ロータと発電機の連携プレー能力の実証を目的とする。研究開発目標の達成とは直接関係しない
が、これを遂行することにより、実用化に向けたシリーズ化が強力になる。小型機の場合、独立電源
への適用も考えられるから、同期発電機による実証にも意義がある。 

６－２ アップウィンド型の実証試験

系統連系を想定した本格的なアップダウンウィンド型インテリジェント風力発電ユニットの実証試験
として、基盤課題A の成果を踏まえ、後段風車ブレードに風のエネルギーを効果的に送る直径4mの
前段風車ロータを設計製作。また、相反転方式３相10極３kW 二重巻線形誘導発電機（図2-3、5-7）
および、制御サーキットを準備。今後、外部資金を得て、既に形状が固まりつつある独特な後段風車
ロータとタワーを新たに設計製作し、フィールド実証試験を開始予定である。

６－３－１ 目的

３kW 以下の小容量機の実用化を目的とし、独立電源用を想定した簡易ダウンウィンド型インテリジ
ェント風力発電ユニットの実証試験も新たに追加。当初の計画になかったので、車載実験に用いた風
車ロータと発電機を流用。

６－３－２ 実験装置と方法

上述のように、実証試験機は車載試験で使用したフィールド試験用タンデム風車ロータと二重回転電
機子方式同期発電機（極数:４P、定格回転速度：内外回転電機子とも750 min-1、定格起電圧：100 V、
定格周波数：50 Hz、，定格出力：1.0 kW）によって構成されている。本機は㈱志磨テック本社ビル３
階の屋上（付近にこれより高い建物はなく、川沿いに立地）に設けた風車ロータ中心高さ3.3ｍのタワ
ーに搭載した（図6-1、地上高約13.3m）。このため，天候にかかわらず常設となるので、強風時の過
回転による破損等の危険を避けるため、前後段風車ロータ軸に無励磁作動ブレーキ（電源オンでブレ
ーキ解除、電源オフでブレーキが作動）を設け（図6-2）、また発電機を風雨にさらさないためナセル
を設けた。なお、ダウンウィンド型なので、風向変化に対しては自己追従する（ヨーコントロール機
構は不要）。

試験装置の全体図を図6-3 に示す。前段風車ロータの回転方向を正転とすると、後段風車ロータは正
転、反転するので、後段風車ロータの回転検出器にはロータリエンコーダを採用。実験は前後段ブレ
ード取付け角βF、βRとランプ負荷Pbulb をパラメータとし、風速V、風向、前後段風車ロータ回転速
度NF、NR、発電機の起電圧E、起電流I、出力PGをデータロガーに1 秒毎に蓄積し（図6-4） その評価
は10分間平均を用いた。このとき、発電機からの出力は電力計を介してランプ負荷に接続されており，
ランプ負荷の大きさはスイッチにより段階的に変更できる（図6-5）なお、安全性と夜間は風況が悪い
ことを考慮し、夜間はブレーキをかけ、昼間のみ実験を行う。

６－３－３ 風況

図6-6に2008年４月21日から2008年８月12日までの風速出現率分布を示す。間隔１m/sごとの風速の出
現率である。風速３ m/s が最も出現率が高く、高風速側の出現率が低いことがわかる。風速には季節
変化があり、冬に風速が高くなり、夏では風速が低くなる傾向があることを物語っている。以降に示
す実験結果は、ちょうど風速が遅くなる時期にえられたものであり、その風向分布（風配図：は各方
位別の風向の出現率を放射状のグラフに表したもの）を図6-7 に示す。

６－３－４ 実験結果

ブレードティップの翼弦と周方向とがなす前段ブレード取付け角度βF＝30deg.、後段ブレード取付け
角度βR＝30 deg.、ランプ負荷Pblub＝300Wにおける、前後段風車ロータの回転速度NF、NR および出
力P の一例を図6-8 に示す。平均風速が同じであっても、前後段風車ロータの回転速度、出力ともに
ばらつきがあることがわかる。自然風況下では急激な風速の変化や風向の変化が起こるため、このよ
うなばらつきが出たと考えられ。このことは周知の事実である。また、低風速域に着目すると、前段
風車ロータは風速２ m/sで回転を始めているが、後段風車ロータは風速が５ m/s に達しないと回転しな
い。このことは既に確認されたことである。その時に議論したように、本モデルに供した二重回転電
機子方式同期発電機は相反転方式水力発電の発電機を流用、本風車ロータとの適合は考えられていな
いこととが主因である。また、ここでの実験では回転挙動の把握を主目的としているため、ランプ負
荷を低くしているので出力も低い。

図6-9 はある一期間において得られた。１秒ごとの時系列順のデータである。風速が速くなると当然、
前後段風車ロータともに回転を始め、風速が遅くなってもある程度の風速があれば前段風車ロータは
回転し続ける。しかし、後段風車ロータはすぐに停止する。再び風速が速くなると、前段風車ロータ
の回転速度は上昇するのに反し、後段風車ロータは依然停止したままである。もともと回転しづらい
ことに加え、前段風車ロータが回転している状態であるため、後段風車ロータに流入する風の流れが
遮られていたことも一因であろう。

６－４ 評価と今後の展望

自然風況下での実証試験により、定常風速下での車載試験等では得られなかった微風速での回転挙動
や乱流、突風などが発電特性に与える影響を把握しつつある。引き続き、遅れている第２章の実証実
験をできるだけ早く開始できるように努力するとともに、第３章に二重回転電機子方式二重巻線形誘
導発電機と制御系を導入した実証実験を行う予定である。この場合、後段風車ロータの採用も視野に
入れる。

以上、掲載し参考してきたが、これを参考により高性能、高品質（安全・安心を含む）でコンパクト
で廉価なスマート風力発電タービンの実用展開に繋げる。

【参考情報】

　　●　今夜の一曲

ベートーベン：弦楽四重奏曲 String Quartet No.11 「セリオーン」, in f, Op.95

弦楽四重奏曲第11番ヘ短調「セリオーソ」Op.95はルートヴィヒ・ヴァン・ベートーヴェンが1810年に
作曲した弦楽四重奏曲である。原題は "Quartetto serioso"であり、セリオーソの名は作曲者自身によっ
て付けられたものである。名前の通り「真剣」な曲であり、作曲者のカンタービレ期特有の短く、集
約された形式を持つ。しかし、歌謡的な要素は少なく、あくまでも純器楽的に音楽は進行する。音楽
は短く、きわめて有機的に無駄を省いた構成をとるが、時に無意味ともいえる断片が挿入されたりし
て、それがかえって曲の真剣さを高めており、そこに他の要素を挿入したり、緊張感の弛緩する余地
を与えない（出典：Wikipedia）。

【楽曲の構成】

 　　　　　　　友を求めて　／　天火同人（てんかどうじん）

 　　　　　※ 「同人」とは、人と志を同じくする。同志を求めてともに行くこと。
　　　　　　  「同人雑誌」の語源である。上卦の三（乾）は剛健不息の活動力、
               下卦の（離）は輝く知性を意昧す。青白きインテリや馬車、馬的
　　　　　　　 活動家ではない。豊かな知性と実行力とを身につけた組織者、工作
               付であり、広く柔軟な心の持ち主である。人々を組織してゆくには、
　　　　　　　 けっして旧来の仏縁を頼りにしてはならない。あくまで公的な人間
　　　　　　　 関係を創り出すことが大切である。そのため、初めは孤独に苦しむ
　　　　　　　 だろうが、安易な道を選んではならない。初志を貫徹すれば、かな
　　　　　　　 らず喜びがおとずれる。

【ルームトレーニング奮戦記：クランチ】

クランチは腹直筋を意識を集中して鍛えやすいエクササイズ。腰への負担も少なく特に腹直筋・上
部に効果があり。これをさらに追加しパッケージすることに。トレーニング中の呼吸の仕方は従来
法と同じ。それにしてもわたしがこんなことに精だすなんてありえなかったこと、自分でも不思議
で妙な感じ。

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １７】   

●　垂直軸型風車の集風装置：特開2017-015094の場合

風車の周囲に集風板を設け、風車に導入される風量を増加させ風速を増大させることで、風速が低
い環境でも垂直軸型風車を効率良く回転させ、風車の周囲の風速が高い場合には集風板を収納し、
風車の回転による総合的な発電効率を高めるというアイデアである。その背景には、小型風力発電
装置の場合は、従来、郊外の広い敷地に設置されていた比較的大型の風力発電装置とは異なり、市
街地に多数分散して設置することが期待されており、わたし（たち）が考えるスマート風力タービ
ンの設計思想に添うものである。

一般的には、風車に流入する風速が発電停止風速（カットアウト風速）を超えると、風車の保護の
ために一時的に風車の回転を停止するが、その場合には、集風板がなければ、むしろ風車の運用を
継続できるため、集風板の存在が風力発電装置の効率的な運用を妨げる。①低風速の風況にあって
も効率の良い集風装置を得ること、風車を通過した風を円滑に風車から離脱させて風車に流入する
風の抵抗にならないようにすること、②強風時にも集風板を備えた風車を効率良く運用して、風力
発電装置の効率的な運用を可能とするという課題がある。  

【要約】

発電機を接続した垂直軸型風車Ｗの周囲に集風板Ｕ、Ｄを設けて、風車周辺の風を風車に流入する
方向に集めて増速し、それにより風車の回転を増加させて風車に接続した発電機の回転数を増加す
ると共に、風車を通過した風を円滑に逃がすために風車の風下に配設した集風板を巻き取ることで
集風板の影響を減少させ、併せて、集風板により集束された風の風速が風車の定格回転数を超過す
る場合には風車の風上に配設された集風板の面積を減少させることによって集風板の影響を減少さ
せる事で、風速が弱い場合であっても、風力発電を可能とする。

JP 2017-15094 A 2017.1.19

【符号の説明】

Ｗ  垂直軸型風車 　Ｕ 上側集風板 　Ｄ 下側集風板　Ｏ  外周側集風板　Ｕｓ  上側集風板スリ
ット　Ｄｓ  下側集風板スリット　Ｕe  上側集風板の外縁　Ｄe  下側集風板の外縁　Ｕｆｅ  垂
直軸型風車の直上に設けられた平面の外縁　Ｄｆｅ  垂直軸型風車の直下に設けられた平面の外縁
Ｕh  上側集風板の翼型曲面　Ｄh  下側集風板の翼型曲面　Ｓ  起点軸　Ｅ  終点軸　Ａ  垂直軸
型風車主軸　Ｍ  集風板駆動モータ　Ｃｓ  集風板制御装置　Ｆｋ  風向計　Ｆｓ  風速計　Ｐ１
～Ｐ５  パネル　Ｏu  上部外周側集風板　Ｏul  上部外周側集風板の下縁　Ｏd  下部外周側集風
板　Ｏdl  下部外周側集風板の上縁　Ｇ  間隙　Ｂ  ブレード（風車の羽根）　Ｊi  内側支持柱
Ｊo  外側支持柱　Ｈu  上部外周側集風板の垂直方向の幅　Ｈd  下部外周側集風板の垂直方向の
幅　ｔu  上部外周側集風板の下縁と内側支持柱との接点　ｔd  下部外周側集風板の上縁と内側支
持柱　との接点　１～８  集風板　２２０  上側集風板Ｕに設けられたＵｓの断面　２３０  下側
集風板　Ｄに設けられたＤｓの断面　２５０  帆布　２７０  ５２０  下側ガイドレール　２６０ 
５１０　 上側ガイドレール　５５０  パネル駆動機構　６６０  主軸側ガイドレール　６７０ 
外縁側ガイ　ドレール

そこで、垂直軸型風車の集風装置で、中心に垂直軸型風車を配置構成し、①風車上側に上側集風板、
②下側に下側集風板、③外周に外周側集風板を設け、この外周側集風板は、上側集風板と下側集風
板との間に設けられ、垂直軸型風車の主軸と平行な面を有し、風車の主軸から間隔を開けた位置か
ら等間隔に放射状の方向に複数の板面が展開。上側集風板は、主軸を含む風車のブレードの回転面
に対応する部分の直上の領域では、主軸と垂直な面を有し、直上の領域の外縁から外周側集風板の
主軸から遠方の側にかけ、外周側集風板の上方を覆うように、上方へ傾斜を設けた逆円錐台状に形
成、下側集風板は、主軸を含む風車のブレードの回転面に対応する部分の直下の領域で、主軸と垂
直な面を有し、直下の領域の外縁から外周側集風板の主軸から遠方の側にかけ、下方を覆うように
下方へ傾斜を設けた円錐台状に形成、外周側集風板の板面は、上部外周側集風板と下部外周側集風
板に分割され、上部外周側集風板と下部外周側集風板との間に空隙を設けていることを特徴とする。

【実施形態】

図１は集風装置の実施形態の概要を示す斜視図。また、図２は、集風装置と風車の配置を示す説明。
但し、説明のため、図１では上側集風板と外周側集風板との一部は除いて記載、図２では、上側集
風板を除いて記載。なお、以下の説明において共通した構成要素については特掲しない限り共通し
て用いる。 図１と図２の中央部に配設されているのは、風車の主軸が水平面に対して垂直に設置さ
れる垂直軸型風車Ｗであり、図１と図２とでは、ジャイロミル型風車が例示されているが、風車の
形式は垂直軸型風車であれば、ダリウス型、サボニウス型、又はクロスフロー型等、任意の形式の
選択が可能。

※　一般的に風車には、主軸が地面に対して水平の水平軸型風車と、主軸が地面に対して垂直の垂
　　直軸型風車があるが、水平軸型風車では主軸を風向に合わせる機構が必要となる。しかし、垂
　　直軸型風車の場合は風向きに依存しないため、そのような機構が必要とされないという利点が
　　ある。

図１に示した上側集風板Ｕと下側集風板Ｄの板面は、共に、後述する図３にも示すように、それぞ
れの集風板の外縁から垂直軸型風車Ｗのある中心方向に対し水平面に対して３０度の傾斜が設け、
このように上側集風板Ｕと下側集風板Ｄの集風路である板面の傾斜を３０度とするのは、実験的に
①３０度よりも小さい角度の場合、集風板の集風効果が低下する一方、②３０度よりも大きい角度
とした場合は、通流する風に対して集風板が抵抗となり、エネルギーとして失われる割合が大きく
なる。

図３（Ａ）は、こうした外周側集風板Ｏを外周方向から図示したものである。図中の２２０は上側
集風板Ｕに設けられたスリット部分Ｕｓの断面、２３０は下側集風板Ｄに設けられたスリット部分
Ｄｓの断面を表し、上述したように、図中のＳは外周側集風板Ｏのうち主軸Ａ寄りの端部に設けら
れた起点軸Ｓを表し、図中のＥは同じく外周側集風板Ｏの他端部に設けられた終点軸Ｅを表す。

そして、該起点軸Ｓと該終点軸Ｅとの間には帆布２５０が展開されており、該帆布２５０の上側集
風板Ｕと下側集風板Ｄとに挟まれた部分は、外周側集風板Ｏとして機能。帆布２５０は集風装置周
囲の風況に応じ、外周側集風板Ｏの終点軸Ｅに巻き取ることで、集風板として機能する面積を変動
させることで集風装置の効率的な運用可能である。

また、外周側集風板Ｏの該起点軸Ｓの上端部は、上側集風板Ｕの板面に設けられたスリットＵｓを
抜けて該上側集風板Ｕの上又は内部に設けられた上側ガイドレール２６０に摺動可能に取付けられ、
起点軸Ｓの下端部は、下側集風板Ｄの板面に設けられたスリットＤｓを抜けて該下側集風板の下、
または内部に、摺動可能な下側ガイドレール２７０を設けている。さらに、該終点軸Ｅの上端部は、
上側集風板Ｕの板面に設けられたスリットＵｓを通過して該上側集風板の上または内部に設けられ
た上側ガイドレール２６０にベアリングを介し、回動可能に接続、この起点軸Ｅの下端部の末端近
くは、下側ガイドレールに２７０にベアリングを介して支持され、下端部は帆布の巻取り等を行う
集風板駆動モータＭに接続する。

このため、外周側集風板Ｏを構成する起点軸Ｓと終点軸Ｅとの間に展開されている帆布２５０の面
積を減少させる場合には、終点軸Ｅの下部に設けられている集風板駆動モータＭで、終点軸Ｅを回
転、終点軸Ｅの周囲に帆布２５０を巻き取り、併せて、該起点軸Ｓの上端部と下端部とを上記ガイ
ドレール２６０及び２７０上を摺動させて、該起点軸Ｓを主軸Ａとの平行を維持したまま該終点軸
Ｅ方向に移動させ、該起点軸Ｓと該終点軸Ｅとの距離を変動させる事によって、その間に展開され
た帆布２５０の面積を減少できる。

図３（Ｂ）は、このように図３（Ａ）に示した外周側集風板Ｏを構成する帆布２５０を終点軸Ｅに
巻き取った場合を示したものである。このように起点軸Ｓと終点軸Ｅとの間に展開されていた該帆
布２５０が該終点軸Ｅに巻き取られると、該起点軸Ｓは該帆布２５０の巻き取りに伴い該終点軸Ｅ
の近傍へ平行移動し、垂直軸型風車Ｗの周囲が開放されて、該帆布２５０により生じていた集風板
の効果は喪失する。また、外周側集風板Ｏの面積を増加させる場合、面積を減少させる場合の逆に
モータＭを回転させる。

上図４は、本発明の垂直軸型風車の集風装置の制御の流れを示すブロック図。垂直軸型風車の集風
装置には、集風板制御装置Ｃｓが備えられ、集風板制御装置Ｃｓには、集風装置の近傍に配置され
た（図示しない）風向計Ｆｋ及び風速計Ｆｓから風向と風速を示す信号が入力され、更に集風装置
が設けられた垂直軸型風車Ｗに設置された（図示しない）風車の回転計Ｒｏと発電機の電力計Ｐｗ
とから、垂直軸型風車Ｗを構成する風車の回転数と発電機の発電量を示す信号が入力。集風板制御
装置Ｃｓには、外周側集風板Ｏを構成する１～８の各集風板に設けられた集風板駆動モータＭが接
続、集風板駆動モータＭは集風板制御装置Ｃｓにより制御され、個々の外周側集風板１～８の面積
の増減を行う。

集風装置は初期状態では、外周側集風板Ｏを構成する各集風板１～８の帆布２５０は全て展開され
た状態になっている。集風板制御装置Ｃｓには、風速計Ｆｓで計測された風速と、風向計Ｆｋで計
測された風向と、風車の回転数と発電量を示す信号が入力され、これに基づいて、集風板制御装置
Ｃｓでは、集風装置近傍の風況と風車に通流されている実際の風速とを判定する。なお、この際行
われる判定は、各計測器から入力される情報を単独で利用しても良いし、組み合わせて利用しても
良い。

そして、風車に通流されている実際の風速が、集風装置が設けられた垂直軸型風車Ｗのカットオフ
風速に至ったと集風板制御装置Ｃｓが判定した場合は、集風板駆動モータＭを駆動して外周側集風
板Ｏとして構成されている帆布２５０を巻取り、集風板による集風効果を喪失させる制御を行う。
また、その後、集風装置近傍の風況から風車に通流されている実際の風速が、集風装置が設けられ
た垂直軸型風車Ｗのカットオフ風速より低下したと集風板制御装置Ｃｓが判定した場合には、集風
板駆動モータＭを逆転する等して駆動し、外周側集風板として構成されている帆布２５０を展開し、
外周側集風板Ｏによる集風効果を復活させ制御を行う。

※ここで、上記翼弦はそれぞれ水平から３０度の傾斜を設けてあり、翼型は上下の集風板で同じも
　のを用いても異なるものを用いても良い。また翼型はＮＡＣＡ４４１２又は、ＮＡＣＡ００１２
　の翼型上面を用いることが望ましい。なお、ここでＮＡＣＡ翼型とは、アメリカ航空宇宙局（Ｎ
　ＡＳＡ）の前身である国家航空宇宙諮問委員会（ＮＡＣＡ）が定義した翼型をいう。

なお、表１は本発明の実施形態のうち、下側集風板Ｄの傾斜を水平乃至極めて小さくした場合の上
側集風板Ｕの傾斜の効果を実測したもの。ここでは、垂直軸型風車Ｗのみの場合に比べて、上側集
風板Ｕの傾斜を水平面に対して、それぞれ、４５度、３０度、とした場合と、当該上側集風板Ｕの
板面を翼型とし、上側集風板Ｕの外縁Ｕeを前縁とし垂直軸型風車Ｗの主軸Ａ側を後縁とした翼型
形状の翼弦を水平面に対して３０度とした場合の、回転増加率と出力増加率を示す。ここで、回転
増加率とは、上側集風板Ｕを設けない場合の垂直軸型風車Ｗの回転数を１とした場合の当該垂直軸
型風車Ｗの回転数の増加率をいい、出力増加率とは当該上側集風板Ｕを設けない場合の垂直軸型風
車Ｗによる出力と比較した増加率をいう。本表１から明らかなように、上側集風板Ｕの傾斜は４５
度よりも３０度の方が回転増加率と出力増加率は向上し、更に傾斜が３０度の場合であれば、上側
集風板Ｕの板面が翼型の方が、回転増加率と出力増加率とが向上する。

また、この実施形態では、外周側集風板Ｏを起点軸Ｓと終点軸Ｅとの間に展開した帆布２５０によ
り構成しているが、帆布の材質は、布の他にアラミド繊維のような各種合成繊維でもよく、また、
帆布の代わりに複数のパネルにより構成する事も可能である。例えば、下図６は複数のパネルによ
り構成される外周側集風板Ｏのうちの一つの集風板についてその概略を図示した説明図である。こ
こで同図（Ａ）は該パネルにより構成される外周側集風板Ｏの一つにおいて、パネルを展開した状
態を示した一部正面図。同図（Ｂ）は当該パネルが展開された状態におけるパネル同士の重なり状
態を上面から見た説明図。同図（Ｃ）は該パネルにより構成される集風板において、パネルを収納
した状態を示した一部正面図。同図（Ｄ）は当該パネルが収納された状態におけるパネル同士の重
なり状態を上面から見た説明図である。

図６に示した外周側集風板Ｏでは、外周側集風板Ｏを構成する個々の集風板はそれぞれ複数のパネ
ルによって構成され、本実施例の場合は、Ｐ１～Ｐ５までのパネルにより構成されている。各パネ
ルの上部は、上側ガイドレール５１０に摺動可能に取付けられ、各パネルの下部は、下側ガイドレ
ール５２０に同様に摺動可能に取付けられている。そして、下側ガイドレール５２０に摺動可能に
設けられた各パネルには、更に下側ガイドレール５２０に設けられたパネル駆動機構５５０が接続
されている。

上図７はこのように帆布２５０の展開と巻取りを上下方向に行って、外周側集風板Ｏの面積を変動
させる場合の、当該集風板の一つの構成について、その概略を示した一部正面図である。図７では、
起点軸Ｓは垂直軸型風車Ｗの主軸Ａと垂直に設けられ、上側集風板Ｕ側に配設され、終点軸Ｅは同
様に該垂直軸型風車Ｗの主軸Ａと垂直に設けられ、下側集風板Ｄ側に配設されている。さらに、起
点軸Ｓの一方の端は、垂直軸型風車Ｗの主軸Ａと平行であり主軸Ａ寄りに配設された主軸側ガイド
レール６６０に上下に摺動可能に接続、起点軸Ｓの他端は、垂直軸型風車Ｗの主軸Ａと平行であり
主軸からさらに、外縁側に配設された外縁側ガイドレール６７０に上下に摺動可能に接続。また、
終点軸Ｅの一方の端部側は、主軸側ガイドレール６６０にベアリングを介し、回動可能に接続、そ
の端部には駆動モータＭが設けられており、終点軸Ｅの他端はベアリングを介して、外縁側ガイド
レール６７０に回動可能に設ける。

また、図７では既に、帆布２５０が半分ほど巻き取られた状態が示され、起点軸Ｓは終点軸Ｅをモ
ータＭで回転することにより帆布２５０が該終点軸Ｅに巻き取られている結果、上側集風板Ｕより
も更に下方に降下して、外周側集風板Ｏの面積を減少させる。なお、ここでは帆布２５０の巻取り
を行う終点軸Ｅを下側集風板Ｄ側に設けているが、これを上側集風板Ｕ側に設け、帆布２５０の巻
取りを上側に行っても良い。さらに、帆布２５０を上側若しくは下側に巻き取ることとした場合に
は、突発的な強風や故障に備えて、上側集風板Ｕ側に配設される起点軸Ｓ又は終点軸Ｅ自体を、帆
布２５０の巻取り状態に関わらず速やかに下側集風板Ｄ側に降下させる機構を設ける事も可能であ
る。

上図８は垂直軸型風車の集風装置の別の実施形態を示す概略正面図。なお、実施形態における垂直
軸型風車の集風装置の構成は、上述した実施形態の垂直軸型風車の集風装置と略同様であるため、
相違点を中心に以下の説明を行い、上記同様の構成は符号を付す等により説明を省略する。

この実施形態では、外周側集風板Ｏを上部外周側集風板Ｏuと下部外周側集風板Ｏdとの上下２つに
分割し、これら上下に分割した外周側集風板Ｏの上部外周側集風板Ｏuと下部外周側集風板Ｏdとの
間に間隙Ｇを設けている。具体的には、上下に分割された外周側集風板Ｏのうちの、上記上部外周
側集風板Ｏuの下縁Ｏulは、本集風装置の垂直軸型風車Ｗの主軸Ａを中心として、垂直軸型風車Ｗの
主軸Ａに取付けられたブレードＢの回転半径から適当な距離をおいて、上側集風板Ｕと下側集風板
Ｄとを繋ぐように垂直に設けられた内側支持柱Ｊiから、本集風装置の外周において上側集風板Ｕ
と下側集風板Ｄとを繋ぐように垂直に設けられた外側支持柱Ｊoにかけて、上記上側集風板Ｕの傾斜
と平行に構成され、上記下部外周側集風板Ｏdの上縁Ｏdｌも、同様に上記内側支持柱Ｊiから本集風
装置の外周に設けられた外側支持柱Ｊoにかけて下側集風板Ｄに設けられた傾斜と平行に構成。

上表２は、上記のように、上部外周側集風板Ｏuの幅Ｈｕと下部外周側集風板Ｏｄの幅Ｈdとを、共
に本発明に用いられる構造体のフレーム程度の大きさに設定した場合に、外周側集風板Ｏの起点か
ら外縁までの長さが、集風装置の回転増加率と出力増加率に与える影響を計測したものである。本
表２中、φは垂直軸型風車ＷにおいてブレードＢを回転させた場合の直径を示す。この結果から、
外周側集風板Ｏの起点から外縁までの長さが、５φ～３φまではあまり変化がなく、それ以下にす
ると回転数が減少する事から、外周側集風板Ｏの起点から外縁までの長さは３φ程度以上とするの
が望ましい。なお、ここで外周側集風板Ｏの起点とは、垂直軸型風車Ｗの主軸ＡからブレードＢの
回転半径の外縁から適当な距離を置いた位置をいう。

また、下図９は、上記のように、上部外周側集風板Ｏuと下部外周側集風板Ｏｄとのそれぞれの垂直
方向の幅ＨuとＨdとが、本発明に用いられる構造体のフレーム（図示しない）程度の大きさであっ
て、外周側集風板Ｏの起点から外縁までの長さが５φの時に、上側集風板Ｕの起点から外延までの
長さが垂直軸型風車Ｗに与える影響を測定したものである。ここで図９（Ａ）は、計測結果、図９
（Ｂ）は計測結果をグラフにしたものである。この結果、上側集風板Ｕの起点からの長さが増加す
ることにより、風車の回転数の増加が見られたが、上側集風板Ｕの起点からの長さが１．５φ以上
では回転数の増加がわずかであった。したがって、上側集風板Ｕの起点からの長さは１．５φ程度
が必要と考えられる。なお、ここで上側集風板Ｕの起点とは、上側集風板Ｕのうち、垂直軸型風車
Ｗの主軸Ａを含む風車のブレードＢの回転面に対応する部分の直上の領域の外縁の部分を言う。

JP 2017-15094 A 2017.1.19

以上、要所と思われる部分を抜粋掲載する。ここで掲載されている動機は理解できるが、このよう
なトランスフォーメイション（変形可能）タービン（風車）型の機構は、複雑となりコンパクト（
ダウンサイジング、ダウンスペーシング、シュリング）でシンプルで、堅牢という設計思想とは相
反する。これに関して、わたし（たち）の考え方をまた後日掲載することとする。

※　Ｓさん、君の出番だ！

　　●　今夜の技術

ナノ炭素を活用する次世代電子材料の製造効率が格段に向上

光照射でナノ炭素材料の高純度な薄膜を簡便に形成

これは実に面白い！

  ●　今夜の一曲

プロコフィエフ 　弦楽四重奏曲第２番 ヘ長調

弦楽四重奏曲第２番ヘ長調作品92は、旧ソ連の作曲家セルゲイ・プロコフィエフによって1941年に作曲
された弦楽四重奏曲。1941年にナチス・ドイツがソ連へ侵攻し、独ソ戦が始まると、プロコフィエフは
国内の他の作曲家とともに大都市から退去、カバルディノ・バルカル自治共和国の首都ナリチクに疎開。
同共和国はカフカース北部に位置し、ヨーロッパ・ロシアやトルコ、カスピ海と国境を接している。プ
ロコフィエフはナリチク滞在中に同地の民俗音楽を吟味して、この弦楽四重奏曲を書き上げ、民謡や民
俗音楽の要素を取り入れたこともあり、モダンな第１番に比べ、明るく平明で叙情的な作品である。
1942年4月7日にベートーヴェン四重奏団によりモスクワにて初演されている。

【楽曲構成】

プロコフィエフは、カバルダ民謡の主題を作品中に用いたが、それと同時に独特な和声付けの様式を維
持。民族音楽の特徴は、中近東の擦弦楽器や打楽器を模す。万策尽くし、音響効果を用いる姿勢と結び
付く。第２楽章で背景となる伴奏楽器は、カフカスの擦弦楽器カマンチャを模倣している。 

　　　　真昼の太陽　　　／　　火天大有（かてんたいゆう）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   　　


　　　　　　※　体有とは、大いに有（たも）つこと。すべてを包容し、盛運を保
　　　　　　　　ちつづける卦である。「大有」にとはまた豊年を意味する。穀物
　　　　　　　　が倉庫に満ち溢れており、裕福で円満具足を表わす卦である。上
　　　　　　　　卦の離（り）は太陽、下封の乾（けん）は天を表わす。太陽が中
　　　　　　　　天高く昇って強い光と熱を隅々まで与えている形であり、また尊
　　　　　　　　貴の地位にある陰爻が柔和な包容力でまわりの陽爻を従えている
　　　　　　　　形である。なにをやっても順風満帆、すべてが自分に味方する。
　　　　　　　　いまこそ積極的に行動する時だ。ただし、互卦（ごか）は「夬」
　　　　　　　　（かい）である。盛運の中にひそむつまづききの要因をあくまで
　　　　　　　　忘れぬように。

●　マンマのファースト・フード

冬の土日の昼は、お気に入りの丼鉢に「本だし＠味の素」ベースのうどんを頂くのが定
番。と言っても、彼女がお昼は何がいいの？とたずねてくるので、わたしのリクエスト
で決まる。グルメ紹介のブログではデジカメ類似のうどんレシピが満載だが、家で出さ
れる三食の気に入ったものをブログアップなどとても・・・撮りわすれてしまう。とこ
ろで、出汁の素はどこのメーカが一番ときくと、味の素という返事。そこで、他のメー
カはとたずねると、上の写真のヒガシマルなどはニオイがすこしすることを問題にして
いる。これは「マンマの料理」だから選択の余地がないと判断。ところで、具材をのぞ
けば原価はどう見ても５０円／人以下だろうから、百円前後でこんなに美味いファース
ト・フードを頂ける国は日本だけだと思うと、ほかほかしている身体に充足感がインス
パイアされる。 

 【ルームトレーニング奮戦記：爪先立ち体操】

正月早々、強いストレスもあり、急性胃潰瘍などの体調不良に見舞われトレーニング・
メニューのルーチングを変更してきているが、さらに、今朝から、両腕下にし指先をピ
ント伸ばし意識を集中させると同時に、つま先立ちをし、からかかとを１０回上下げす
ることで、猫背など窮屈な姿勢を矯正し腰痛などのリスクを抑制し作業が楽になるスト
レッチ体操をさらに加える。しかし、今日はこのパッケージは３回で、目標の７５％し
かできずに終わる。さらに、ウォーキングはゼロ。疲れがたまっているのだろう。この
技は「合気道」の神髄で、キャッチフレーズは『無駄な努力とさようなら！』（あさい
ちＮＨＫ）である。

●　メンタルバランスチョコレート

話は昨日のこと。湖岸道路を走っていると尿意を模様し、近くのローソン（コンビニ）
でトイレ休憩をとる。いつものことだが、トイレ休憩だけで出て行くのも気が引けるの
で、食品や飲料水を買ってでてくる。この日は、目についた『GABAチョコ』（ミルク）
とアサヒの新商品の缶ビールと酢げそとナッツ類を購入。帰宅しそれらを夕食といっし
ょに頂く。メーカのうたい文句が気に入り購入したのだが、①アミノ酸「GABA」を280mg
含有。（チョコレート 100g当たり）、②前向きなあなたを応援する、新しいおいしさ。
甘くまろやかな＜ミルク＞と、力強いカカオを楽しめる＜ビター＞。 手が汚れずに ひ
とくちで楽しめ、口の中でおいしさ広がるキューブ状のチョコレートです。③スマート
に使えて 保存にも便利な新パウチタイプ。これまでよりも幅広になって、チョコレート
が取り出しやすくなりました。 デスクなどにも置きやすいスタンドパウチと、持ち運び
に便利なフラットパウチの２形態ですとのことだが、これは山登りの常備食のアイテム
にすることに決める。 

さらに、文言を。チョコレートを食べて「ほっ」とした経験はありませんか？現在、注
目されているのが、チョコレートやココアの原料カカオにも含まれるGABA（ギャバ）
という成分。GABAは正式名称をγ（ガンマ）- アミノ酪酸という、アミノ酸の一種で
す。英語の Gamma-Amino Butyric Acidの頭文字を取り、一般にGABA（ギャバ）と略称
されています、とある。また、カカオの実 GABAは発芽玄米に多く含まれる、健康に
役立つ成分としてよく知られているが、チョコレートにも多く含まれていることが研究
の結果、明らかになっています、とのこと。もともとは、発芽玄米の登場とともに脚光
を浴びている成分、たんぱく質を形作っている１８種類のアミノ酸とは異なり、特に哺
乳動物の脳や脊髄に存在する。

 
ギャバは体内で主に抑制系の神経伝達物質として脳内の血流を活発にし、酸素供給量を
増やしたり、脳細胞の代謝機能を高めるはたらきがあることがわかっている。このため
脳内のギャバが不足するとイライラするのをはじめ、さまざまな体調不良を招き、ひい
ては大きな病気の引き金となってしまう。

●　睡眠中に生成される

通常、ギャバは睡眠中、特に深い眠りに入っているときに生成されるため、睡眠不足は
このギャバ不足にもつながるとされていた。では、睡眠不足の人は、みんながギャバ不
足に陥ってしまうのだろうか？ 近年までは食べ物によってギャバを摂取しても、脳内
へ到達することはないと言われてきた。 しかしギャバの研究が進み、最近になって、
食べ物によって摂ったギャバも脳へ届くことがようやくわかってくる。ここで、ギャバ
を摂ることによって、期待できる効果は、実に幅広く、多彩なことに驚く。その期待効
能をあげれば、

①血圧を下げる:ギャバには、血液中の塩分をろ過する腎臓のはたらきを活発にし、利尿
　作用を促すことで血圧を下げるはたらきがある。このため高血圧の予防に効果がある
　とされている、
②中性脂肪を抑える：ギャバが内臓のはたらきを活発にして消費エネルギー量を高める
　一方、血液中のコレステロールや中性脂肪をコントロールし、脂質　代謝を促すこと
　がわかっている。このため肥満の予防ばかりでなく、糖尿病などの予　防にも役立つ
　のではないかと期待されている
③肝臓・腎臓のはたらきを高め、腎臓のはたらきを活発にして血圧を下げるばかりでな
　くギャバには肝臓のはたらきを促す効果も。このためアルコールの代謝も速くなると
　されている。
④神経を鎮める：ギャバは、脳内で抑制系の神経伝達物質としてはたらく成分。このた
　め、ギャバを摂ることでイライラなどをやわらげる効果がある。実際、パニックや不
　安の状態にある人の脳脊髄液を調べたところ、ギャバが著しく減っていたという実験
　結果も。これらのことから睡眠障害、自律神経の失調、うつ、更年期の抑うつや初老
　期の不眠といった症状の改善にも効果が期待されている。さらに最近では、アルツハ
　イマー型痴呆症の予防・改善にも期待できると話題を集めている。 　　特発性睡眠過剰の研究 

発芽玄米のGABA量は白米の約10倍、玄米の約3倍！

人間の脳神経から内臓、血液のはたらきまで、さまざまな観点から効果が期待できるギ
ャバ。これを効率よく摂取できるのが発芽玄米なのだ。ギャバの量は、白米にはわずか
に1mg、胚芽米で2.5mg、玄米でも3mgなのに対し、発芽玄米は10mgと圧倒的に優れている。
しかも発芽玄米なら、毎日の食事で意識しなくても摂れるのだから重宝である。

 Jul. 25, 2008 

GABAA受容体にGABAが作用すると、塩素イオンが神経線維の中に入って神経の興奮が
抑えられる。ベンゾジアゼピン系薬はその作用を助ける。

　●　今夜の一局

メンデルスゾーン: ピアノ三重奏曲 Piano Trio No.1, in d, Op.49

ピアノ三重奏曲第１番 ニ短調 作品49は、フェリックス・メンデルスゾーンが作曲した
ピアノ三重奏曲。メンデルスゾーンのピアノ三重奏曲は一般的に２曲が知られている。
他にメンデルスゾーンが11歳のときの1820年に作曲されたハ短調のピアノ三重奏曲も存
在するが、こちらは習作ともいえる作品であるため、作品番号が付けられていない。こ
の第１番は1839年9月23日に完成し、この年の秋にライプツィヒで、発見されて間もなか
ったシューベルトの交響曲第8番『ザ・グレート』などと共に初演。この時はメンデルス
ゾーン自身がピアノ、ヴァイオリンは友人のフェルディナンド・ダヴィッドが担当。楽
譜は1840年に一度出版されたが、その後ダヴィッドの助言を受けて第4楽章を中心に修正
を加えて出版されたため２つの版が存在、今日一般に演奏されるのは第２版の方である。
ピアノの達人だったメンデルスゾーンらしく、演奏には高度な技巧を要する。この曲を
聴いたロベルト・シューマンは「ベートーヴェン以来、最も偉大なピアノ三重奏曲」だ
と評し、メンデルスゾーンを「19世紀のモーツァルト、最も輝かしい音楽家」だと称え
る。

【楽曲構成】

　　実るほど頭ををたるる稲穂かな　／　地山謙（ちざんけん）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   　　


　　　　　　※　「大有」の卦の次に「謙」の卦が置かれていることに注目しよう。
　　　　　　　　「大有」は盛大豊有を意味た。「謙」は公平均分である。国総所
　　　　　　　　得が倍増しても、所抑格差がひろがろのでは社会は不安定となる。
　　　　　　　　謙とは謙ぶ、謙虚であること。おのれを虚しうして人にへりくだ
　　　　　　　　るのである。私欲、慢心を捨てて人に従う。それは満月が必ず欠
　　　　　　　　け、高山が水に削られて低所に堆積するようなものだ。高貴であ
　　　　　　　　ればあるほど卑賤に奉仕する心を忘れてはならない。すぐれた才
　　　　　　　　能、美しい容貌は、謙虚であることにであることによって、より
　　　　　　　　り一層輝きを増すのである。

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １８】   

●　これが噂の縦渦リニアドライブ型ウインドタービン

突風に強い新駆動原理　

円柱形状の回転翼を付けた全く新しい駆動原理の風車を、長岡技術科学大の高橋勉教授
（機械創造工学専攻）が考案した。一般的なねじれた羽根形状の回転翼を持つ風車に比
べ強風に強い単純構造で、山岳地帯での風力発電など多方面への応用が期待できるとい
う。円柱と十字に交差する平板を、円柱の後ろに一定の距離を空けて置き、風を送ると
風下の平板の後ろに向かって縦渦が発生し、円柱を振動させる力が働く原理を応用した。

回転翼として取り付けた棒状の円柱の風下側にリング状にした平板を取り付けることで
風を受けると回転翼が一定方向に回り出す仕組みだ。線路に沿って滑走するように翼が
回ることから「縦渦リニアドライブ」と命名。同大として国際特許を出願したという。
風力発電に利用すると、エネルギー効率は２３％で、現行の高効率タイプの半分程度に
とどまるというが、回転翼の形状が羽根型のようにデリケートではないため、強風や突
風に強く、これまで設置が難しかった高山地域や台風襲来地などでの利用に向いている。

さらにセラミックなど加工が難しい材料での製造も可能で、高温などの厳しい環境下で
のタービンとしての利用や、単純構造を生かし、極小の医療用水車などとしても応用で
きるという。高橋教授は「今後、大学や企業など他の機関も含めて研究が進むことにな
り、実用の可能性は広がってくる」と期待しているとのこと（「風車 突風に強い新駆
動原理　長岡技科大教授が考案」毎日新聞 2016.11.20）。

　夢ナビTALK

流れの可視化で水の抵抗の正体が見えた！高橋勉長岡技術科学大教授

●　動作原理と新規考案

国際特許出願しているらしいが、今夜のところは確認できていないが、原理は下図の特
許で基本は押さえる（違いは、振動は、あるいは回転としてエネルギー変換するかの違
い、あるいは、作動流体が、水か空気の違いがあるだけで、カルマン渦を利用すること
に違いはない。まず「特許4923245 流体による振動発電装置」を技術背景と解決手段を
のぞいてみよう。

【要約】

流体の流れ方向３に対し長手方向が交差するように配設された第１の柱状体１と、前記
第１の柱状体１に対し離間して長手方向が交差するように配設された第２の柱状体２と
、前記第１の柱状体１と据付台４との間に配設された発電装置５とを備えたことを特徴
とする流体による振動発電装置で、流体の運動エネルギを電気エネルギに変換する流体
による振動発電装置において、流速が広範囲に変動しても縦渦が消滅することなく、広範
囲にわたる流速下で効率的に発電可能な振動発電装置を提供することを課題とする。

【技術背景】

空気や水などの流体が柱状体に当たると、柱状体の後ろ側にはカルマン渦と呼ばれる渦
が生じる。そして、柱状体にはカルマン渦励振や空力ギャロッピング等の不安定振動が
発生する。具体的には、柱状体に流体が当たると、カルマン渦列のバランスによって、
柱状体の後ろ側に生じる負の圧力が左右非対称になり、一方の負圧が他方の負圧に対し
て大きくなる。これにより柱状体に対して一方に押す力が働き、柱状体がその方向に振
れる。柱状体が振れると、カルマン渦列が変化して先程とは異なる他方の負圧が大きく
なって押す力が逆方向に働き、柱状体がその方向に振れる。この繰り返しにより、柱状
体は流体の流れ方向に対して直交方向に振動するようになる。これは、上ビデオ「夢ナ
ビTALK」でわかりやすく解説されている。

このカルマン渦によって柱状体に励起される振動の振幅は、その振動数が柱状体自身の固有
振動数、すなわち共振周波数に合致すると、ロッキングと呼ばれる大きな振幅に成長する。
しかし、振幅の大きさは流体の速度に対して敏感であり、流速が共振周波数域から外れ
る領域では急激に減少することになる。そこで、カルマン渦による振動から電気エネル
ギを効率的に取り出すためには、振動体が壊れない範囲で振幅を大きく維持することが
重要になる。

ところが、①自然界における風などの流体によるカルマン渦の発生条件は、レイノルズ
数Ｒｅ＝ｕ・ｄ／ｖ（ｕ：流速、ｄ：円柱の直径、ｖ：動粘度）が数十から数万となる
広い範囲に及ぶ。②その一方で振動体の機械的共振はＱ値が高く、鋭いピークを持つ特
徴があるので、両周波数が一致してロッキングを維持する範囲は、風速の変動範囲に比
べると極めて狭いという問題がある。③また、自然界における風などの流体の速度は常
に一定とは限らず、時間と共に変動するため、この流体によって引き起こされるカルマ
ン渦周波数も常に変動しているのが通例である。これに対し、柱状体の機械共振周波数
は柱状体の寸法等から定まり一定であることから、その共振範囲は極めて狭いものとな
る。したがって、流体中に配置された１本の柱状体の振動を利用した振動発電装置では
、カルマン渦周波数と機械共振周波数とが常に一致するとは限らず、振動エネルギから
電気エネルギを効率的に取り出すことができないという問題がある。

【解決手段】

このことで、 流体の流速が広範囲に変動しても縦渦を維持し、カルマン渦励振よりも大きな振
動エネルギを取り出して効率的に発電を行うことができる。また、風車発電装置や水車発電装
置とは異なり、回転機構部が存在しないことから、長期間にわたってメインテナンスの必要性
がないなどの技術優位性がしめされることとなる。

風車の羽根は風を受けて回転力を生み出すために飛行機の翼に似た形になっている。高
性能な翼は薄くて複雑な形であり、同時に強度が求められるため製造には高度な技術が
必要とする。風車の羽根を円柱に変えたら、円柱ならば作りやすく、軽量で強度の高い
翼が安価に製造できるが、従来の風車の理論では羽根が円柱では風車は回らない。そこ
で、３次元の形状を持つ｢縦渦｣という渦を駆動力として利用する全く新しい風車・水車
用の動力理論として｢縦渦リニアドライプ｣駆動を利用する。風車のプロペラを円柱に置
き換え、その後ろにリング型の板を設置するだけで円柱がプロペラとして回転すること
で実現できる。

水平型だけでなく垂直型も応用可能

　


エネルギー変換率が低い（エネルギー効率２３％）点を除けば他の説明要因はクリアー
ということになるのだが・・・。 

【ようこそ！ＳＷＴ工房へ】

ＳＷＴ工房で考えるシステムの特徴と仕様は、「作ってみよう超高性能自律分散型風力
発電システム」（2017.01.22）で掲載しているがさらに以下のように修正加筆（補足）
している。 

●　システムの特徴と仕様 

●　システム仕様  

まぁ～、手前味噌だが、この事業計画に従ってプロジェクトが動き出したら、世界貢献
できることは半分約束されたものみたいだ。頑張ろう！

 

　●　今夜の一曲

チャイコフスキー: 弦楽六重奏曲 String Sextet「フィレンツェの思い出」, in d, Op.70 

弦楽六重奏曲《フィレンツェの思い出》（Souvenir de Florence）作品70は、ピョートル・
チャイコフスキーの最後の室内楽曲。サンクトペテルブルク室内楽協会の名誉会員に選
出してもらったことへの返礼として、1890年に作曲され、同協会に献呈された。本作の
創作に着手した時、チャイコフスキーはオペラ《スペードの女王》の作曲のためにフィ
レンツェに滞在中であったため、フランス語で上のような副題が添えられた。現行版は
1892年の改訂版であり、公開初演も同年に行われている。

【楽曲構成】

　　　　　　　歓楽の功罪　／　雷地予（らいちよ）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   　　


　　　　　　※　予には三つの意味がある。たのしみ、おこたる、あらかじめ、で
　　　　　　　　「歓楽」にうつつを抜かせば、「油断」して思わぬ失敗をする。
　　　　　　　　「あらかじめ」警戒してゆかねばならない。卦の形から見れば、
　　　　　　　　地上（三三坤）に陽気が雷動くする（震：しん）春である。今や
　　　　　　　　冬のうちに蓄えてきたエネルギーをすべて発散すべきときである。
　　　　　　　　これまでの不遇はまったく今日のための予備段階であったわけだ。
　　　　　　　　準備完了。油断せず、歓びの境遇を切り開いてゆくがよい。

　Feb. 1, 2017

●　酸化物系で世界最高性能の導電率を実現

－高い安全性と信頼性を実現した小型全固体リチウム二次電池を開発－

今月１日、産業技術総合研究所のグループは、①単結晶を固体電解質部材として用いる
ことで、内部短絡しない全固体リチウム二次電池を実現、②常温製膜技術であるAD法に
より強固な電極－電解質界面を形成、③化学的に安定な酸化物系材料からなる安全な小
型全固体電池――酸化物系で世界最高性能の導電率を実現――を開発したことを公表。

リチウム二次電池は、高いエネルギー密度をもつことから、さまざまな機器で使用され
エネルギー密度の向上や安全性確保、長寿命化が要望され、安全性の観点から、可燃性
の有機電解液に替わり、不燃性である硫化物や酸化物の無固体電解質を用いた全固体リ
チウム二次電池の開発が進められているが、特に素材として安定性の高い酸化物系固体
電解質材料は、①リチウムイオン導電率や内部短絡（ショート）、②電極と固体電解質
の界面の接合強度などの課題があった。

今回、酸化物系固体電解質材料であるガーネット型酸化物について、現在世界最高のリ
チウムイオン導電率をもつ単結晶を初めて合成し、固体電解質部材に用いた。また、産
総研の常温製膜技術であるエアロゾルデポジション法（AD法）により正極を固体電解質
表面に作成して、強固に接合した電極－電解質界面を実現。これらにより、今回開発し
た全固体リチウム二次電池は、従来の全固体リチウム二次電池よりも高い安全性と信頼
性をもち、医療用途などへの応用が期待されるとのこと。

また、フローティングゾーン溶融法（FZ法) ――単結晶成長方法のひとつで、溶融帯を
空中に浮遊させる。溶融帯は上下の原料棒によって表面張力で支えられ、溶融帯をゆっ
くりと移動させ、単結晶が成長。るつぼを使用しないため、るつぼ材の混入がない。ま
た、溶融帯が局所的で、条件を工夫することで、揮発性が高い材料でも単結晶の育成が
可能――を用いてこれまで合成が困難と思われていた固体電解質材料であるガーネット
型酸化物単結晶を合成した。FZ法の条件を工夫し、世界ではじめて安定な単結晶成長を
実現する。得られた単結晶を用いて作製した固体電解質部材は、従来の焼結体よりも稠
密ちゅうみつであり、金属リチウムの貫通を防ぐことができる。短絡試験の結果、１０
mA/cm2 の大電流でも内部短絡せず、信頼性が高いことがわかった。また、25 ℃で導電
率１０-3 S/cmを超える、現時点で酸化物系固体電解質材料では世界最高のリチウムイオ
ン導電率を示す。これは有機電解液と同等以上のリチウムイオン導電率である（上図１）。

さらに、電極と固体電解質の接合が強固でなく、これまでの課題を解決するためAD法
を応用。ガーネット型酸化物単結晶を用いた固体電解質部材を基材とし、正極のニッケ
ル系酸化物材料を本法により製膜し、密着性が高い電極－電解質界面を形成する。負極
には金属リチウムを使用。これらにより25 ℃で可逆的な充放電が可能で、短絡・発火の
危険性がほぼ全くない高い安全性と高い信頼性を併せ持つ、直径5 mm、厚さ0.7 mm小型
全固体リチウム二次電池を実現する（上図２）。

尚、AD法は、ノズル技術系統から当初から技術調査を行ってきている。その当時の感想
は製造プロセスの環境・安全的側面で懸念がある見ていたが本筋での技術課題は「前実
用段階」と評価している。その意味では、「実用段階」と見て良いだろう。

それでは、製造過程の技術課題を同上研究所の保有特許から垣間のぞいてみよう。

●　事例研究：特開2016-100069  リチウム固体電池の製造方法

【要約】

本発明は、Ｌｉイオン伝導性が高い固体電解質膜を有し、固体電解質膜の両面で強固な
界面接合を形成したリチウム固体電池の製造方法を提供することを主目的とする。エア
ロゾルデポジション法（ＡＤ法）により、正極活物質層上に、硫化物固体電解質材料か
ら構成され、結着材を含有しないＣＳＥ１を成膜し、負極活物質層上に、硫化物固体電
解質材料から構成され、結着材を含有しないＡＳＥ１を成膜する成膜工程と、上記ＣＳ
Ｅ１および上記ＡＳＥ１を対向させ、プレスすることにより、上記ＣＳＥ１および上記
ＡＳＥ１が一体化したＳＥ１を形成するプレス工程と、を有し、上記プレス工程におい
て、上記ＣＳＥ１および上記ＡＳＥ１の緻密性を向上させることとで、上記ＣＳＥ１お
よび上記ＡＳＥ１の界面が消失した上記ＳＥ１の形成を特徴とするリチウム固体電池の
製造方法を提供する。

【符号の説明】

 １ 　正極集電体　  ２  正極活物質層　  ３  固体電解質膜　  ４  負極集電体　 ５ 負極活物質
層　  １１  チャンバー　  １２   台座　  １３   基板　１４ ロータリーポンプ　  １５  ガスボンベ　 
１６  原料粉末　  １７  エアロゾル発生器　 １８ ノズル

現在市販されているリチウムイオン電池は、可燃性の有機溶媒を含む電解液が使用され
ているため、短絡時の温度上昇抑制装置や短絡防止の装置が必要となる。これに対し、
電解液を固体電解質層に変えて、電池を全固体化したリチウム固体電池は、電池内に可
燃性の有機溶媒を用いないため、安全装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性に優れ
る。

図１は、本発明のリチウム固体電池の製造方法の一例を示す概略断面図である。図１に
おいては、まず、正極集電体１上に正極活物質層２を形成し、正極活物質層２上に、エ
アロゾルデポジション法（ＡＤ法）により、硫化物固体電解質材料から構成され、結着
材を含有しない固体電解質膜３（ＣＳＥ１）を直接成膜する（図１（ａ））。次に、負
極集電体４上に負極活物質層５を形成し、負極活物質層５上に、ＡＤ法により、硫化物
固体電解質材料から構成され、結着材を含有しない固体電解質膜３（ＡＳＥ１）を直接
成膜する（図１（ｂ））。

図２において、チャンバー１１の内部には、台座１２が設置され、その台座１２上には
基板１３が配置されている。また、チャンバー１１の内部の圧力は、ロータリーポンプ
１４により任意の減圧状態に制御可能である。一方、原料粉末１６は、エアロゾル発生
器１７の内部で、ガスボンベ１５から供給される搬入ガスによってエアロゾル化される
さらに、エアロゾル化した原料粉末は、チャンバー１１の内部に配置されたノズル18か
ら基板１３に向かって噴射される。基板１３の表面上では、粒子の塑性変形とともに堆
積が生じ、固体電解質膜が成膜される。

次に、図１（ｃ）に示すように、ＣＳＥ１およびＡＳＥ１を対向させ、プレスする。こ
れにより、ＣＳＥ１およびＡＳＥ１が一体化した固体電解質膜（ＳＥ１）を形成する（
図１（ｄ））。特に、本発明においては、プレス工程において、ＣＳＥ１およびＡＳＥ１
の緻密性を向上させることにより、ＣＳＥ１およびＡＳＥ１の界面が消失したＳＥ１を
形成する。このことにより、結着材を有しないＣＳＥ１およびＡＳＥ１からＳＥ１を形
成するため、Ｌｉイオン伝導性が高い固体電解質膜を有するリチウム固体電池を得るこ
とができる。また、ＡＤ法で正極活物質層側にＣＳＥ１を成膜し、同じくＡＤ法で負極
活物質層側にＡＳＥ１を成膜し、ＣＳＥ１およびＡＳＥ１を接合してＳＥ１を形成する
ため、ＳＥ１の両面で強固な界面接合を形成したリチウム固体電池を得ることができる。

尚、ＡＤ法において、原料粉末が基板に衝突する衝突速度は、所望のＣＳＥ１が得られ
る速度であれば特に限定されるものではないが、例えば１００ｍ／ｓ～６００ｍ／ｓの
範囲内であることが好ましい。、衝突速度は、M. Lebedev et al., "Simple self-selective me－
thod of velocity measurement for particles in impact-based deposition", J. Vac. Sci. Technol. A
18(2), 563-566(2000)に記載された方法により測定できる。具体的には、衝突速度測定器
を用いて測定を行い、下記１式より最大速度Ｖmaxおよび最小速度Ｖminを算出できる。 
式中、ｒはノズルの回転半径であり、Ｔはノズルの回転周期であり、δはスリット幅で
あり、Ｌはスリットおよび基板の距離であり、αはエアロゾルの広がり角度であり、
ｄ１はスリットを通過して基板に最も早く着弾した粉体の位置であり、ｄ２はスリットを
通過して基板に最も遅く着弾した粉体の位置である。 

【図７】急速充電時の状態を示す模式図である。
【図８】塗工法で形成した固体電解質膜と、ＡＤ法で形成した固体電解質膜との違いを
　　　　説明する概略断面図である。
【図９】実施例１におけるプレス前後のＡＤ－ＳＥの断面画像である。
【図10】実施例１で得られた評価用積層体の固体電解質膜（プレス後のＡＤ－ＳＥ）
　　　　の膜厚およびＬｉイオン伝導度の測定結果である。
【図11】実施例２および比較例１で得られた評価用積層体の固体電解質膜のＬｉイオン
        伝導度の測定結果である。
【図12】実施例３における負極活物質層上に形成されたＡＤ－ＳＥ（接合前）の断面画
        像である。
【図13】実施例４、５および比較例２で得られた評価用電池の出力および放電容量の測
        定結果である。
【図14】ＡＤ法で固体電解質膜を形成した場合、および、塗工法で固体電解質膜を形成
        した場合における入力性能の違いを説明するグラフである。
【図15】ＡＤ法で形成した固体電解質膜と、塗工法で形成した固体電解質膜との違いを
        示す断面画像である。
【図16】硫化物固体電解質材料の圧縮破壊試験の結果である。

DOI: 10.1021/acsami.6b12744

●　ガラス基板上で人工光合成　ギ酸の合成効率を１５倍に

先月２０日、大阪市立大学のグループは、太陽光を利用し二酸化炭素を燃料源の一種で
あるギ酸に変換することのできる触媒分子群（太陽光－ギ酸合成システム）を、ナノメ
ートルサイズの無数の孔をもつ板状のガラスの中に配置する事で、従来型の溶液に分散
した触媒システムと比べて約１５倍の効率でギ酸合成反応を進めることに成功したこと
を公表している。

それによると、太陽光－ギ酸合成システムを固定する基板として、光をよく透過し、か
つ、ナノメートルサイズの孔を無数に持つガラス板(多孔質ガラス板)に注目。多孔質ガ
ラス板の厚さは1 mmあり、孔は表から裏まで貫通。この孔の中に、太陽光－ギ酸合成シ
ステムを高密度に固定することで、溶液中に均一に分散させた触媒システムの約１５倍
の性能を持つ、太陽光で二酸化炭素をギ酸に変換するガラス板の開発に成功する（下図）。

Jan. 20, 2017

ところで、この成果報告に注目するのは、「里山薪ストーブ普及事業構想」の燻薪（く
んしん）製造工程で使用する木酢による防腐処理のこのシステムを組み込むことを検討
しているため（「爆弾低気圧の解」2017.01.24）。詳しくは、「里山薪ストーブ普及」
（「彦根市民の飲み水を守る会」2017.01.23）願参照。

　●　今夜の一曲

メンデルスゾーン: 弦楽八重奏曲 Octet　in　Es , Op.20

弦楽八重奏曲 変ホ長調 作品20は、フェリックス・メンデルスゾーンが1825年の秋（作
曲者がまだ16歳のとき）に作曲した室内楽曲で、もはや習作の域を越えた古典的な完成
度の高さにより有名となる。この八重奏曲は、複弦楽四重奏曲という編成が採られる。
４つのヴァイオリン、２つのヴィオラ、２つのチェロだが、現在では、弦楽合奏用の作
品として演奏される。このような場合には演奏者が規定数以上に膨れることも珍しく
ない。またアルトゥーロ・トスカニーニは、1947年にNBC交響楽団の団員を率いて本作
を上演した際に、チェロパートの部分にコントラバスを重ねた独自の版を用いる。

【楽曲構成】

　  jesea 2017/0201

●　デジタル革命の聖地は何処に？

電通で若い女子社員が過労死（自殺）しているが、経験から言うと月に時間外勤務を百
時間×３ヶ月続けると身体に異常をきたす。まぁ、これも労働の質によりバラツキがあ
るがそう思っているが、現在の自宅労働を考えると月１５０時間はざらで、通勤時間を
差し引いても考えられないような労働時間だ。もっとも、趣味みたいなところがあるの
で？これを彼女に指摘されると、時と場合により心に余裕がなければ、ムカつくことも
しばしば。さて、それはさておき、デジタル革命の聖地はどこだろうとふと考えた。米
国が該当するのは大凡の見方だろうし、スティーブ・ジョブをはじめその予言者は沢山
いてそうだが、これが第５次産業革命で、その分析を行い未来を予言した者は米国では
いないと考えている。世界中で数名該当しそうだが、日本にもひとりいる。その意味で
は、日本もデジタル革命の聖地なのだろう。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 　　　　　　　何に随うのか　／　沢雷随（たくらいずい）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   　　


　　　　　　※　予には三つの意味がある。たのしみ、おこたる、あらかじめ、で
　　　　　　　　「歓楽」にうつつを抜かせば、「油断」して思わぬ失敗をする。

 　　　　　※　 「随」とは、したがうこと。同行、附随、随喜の随である。この卦
　　　　　　　　は人々を心服悦従させる道を示すとともに、人に随うことの必要を
                も説いている。「したがう」とは主体性を失って流れにまかせろこ
　　　　　　　　とではない。何に随うか、これは主体の決断にかかっている。随っ
　　　　　　　　ていく対象をしっかと見定めねばならぬ。上卦の兌（だ）は若い女、
　　　　　　　　下卦の震動（しん））は年輩の男である。中年男が少女に鮭せられ
　　　　　　　　て随っている形ともとれるし、実力あるものが、一歩譲って自分以
　　　　　　　　下のものに随っている形ともとれる。いずれの場合も真摯に行なう
　　　　　　　　ならば必ずよい結果が出る。この卦は四季にあてれば秋である（一
　　　　　　　　説には初春ともいう）。盛気衰えるとき、人に随う気持を忘れては
　　　　　　　　ならない。

【ＬＥＤ型交通信号降雪障害】 

省電力などを理由に県内でも普及の進む発光ダイオード（ＬＥＤ）信号機が、降雪時に「
見えにくい」との声が上がっている。ＬＥＤは従来の電球型と異なり発熱量が少なく、
表面に付着した雪が溶けにくいためだ。県警も課題として把握しているが、手作業によ
る雪の除去しか有効な対策がないのが現状という（中日新聞 2017.02.03） 

彦根市でも積雪が６０センチに達するなど、湖北・湖東地域を中心に県内が大雪に見舞
われた１月２３～２４日。豊郷町内の国道８号高野瀬交差点ではＬＥＤ信号機に吹き付
けられた雪が凍っていた。赤信号は縁がかろうじて光って見える程度。右折信号は点灯
しているかどうかも分からない。ＬＥＤ信号機は、耐久性や省電力などに優れ、東日本
大震災を機にいっそう注目されるようになった。県では２００３年から導入が始まり、
昨年３月末時点で、県内２４０２の信号機のある交差点のうち、約５６％をＬＥＤが占
める。 

ＬＥＤ信号機が普及するにつれ「降雪時に見えにくい」との苦情が届くようになり、１
月の大雪時には、同様の苦情が豊郷町役場と彦根、甲賀、木之本署で合わせて少なくと
も五件あった。苦情があれば、管轄の署員が出動し棒で雪をはたき落としたり、ふき取
ったりして対応する。場合によっては契約業者に除去を依頼する。雪国を中心に対策が
進みつつあり、おわん型の着雪防止フードがついたＬＥＤ信号機や、真っ平らで雪のた
まる箇所がなく、雪が落ちやすいよう斜めに設置するフラット型も登場している。 

日本で最も積雪の多い県の一つの青森では県内の信号機の４４％がＬＥＤだ。青森県警
によると、これまでさまざまな種類のＬＥＤ信号機を導入し、風向きや雪質などを踏ま
え、最も有効な機種を判断。現在は新たな設置に限らず、更新時期が来た信号機も順次、
最適の機種に換えている。１４年からは、同県警が主導して研究機関などと開発チーム
を設置。問題解消のため、着雪の仕組みを調査しながら、改良型の開発と普及を目指す。
滋賀県警も複数種のＬＥＤ信号機の導入などを試みているが、年間降雪量が多い青森な
どに比べ、対策は遅れ気味だ。県警交通規制課は「自然が相手なので、これといった決
定打がない」と話す。打開策が講じられるまでは「信号が全く見えない場合は、十分に
安全を確保してから１１０番や署への電話で知らせてほしい」と求めている。

寒冷地では、降雪時に交通信号灯器のレンズ外表面に雪が付着し、視認性の低下を招く
という問題が生じている。交通信号灯器に用いる光源として、①節電効果、②視認性に
優れ、③寿命が長い等のメリットを有することから電球型からＬＥＤ型への移行が進ん
できているが、ＬＥＤは白熱電球に比して発熱量が少ないため、光源としてＬＥＤを用
いた場合は、降雪時に交通信号灯器のレンズ外表面に付着した雪が更に溶け難くなり、
視認性が損なわれるため、寒冷地においては、降雪時における交通信号灯器のレンズへ
の着雪対策が種々講じられている。

以上などが提案されているが、１の方法は、交通信号灯器のレンズの上方位置にフード
を設けたとしても、吹雪いた時にはフードで雪を確実に遮ることが出来ず、レンズの外
表面に着雪が生じる。また、レンズの外表面や当該フードに撥水性塗料を塗布したとし
ても、雪の付着を防ぐ効果は、雨水の付着を防止する効果に比べて十分でない。また、
雪の付着を防ぐ効果も２年足らずで薄れ、撥水効果を長期間安定して実現することが出
来ない。また、レンズ外表面の除雪や清掃を行う場合には、ブラシ等で外表面が擦られ
るため、撥水性塗料が剥ぎ取られて撥水効果が損なわれる。

また、２の方法では、透明導電膜を透明発熱体として用いた場合には、電気コストの増
大を招くと共に透過率の低減を招く。また、透明導電膜は、耐屈曲性に劣るため、曲面
を有する部材への適用には問題がある。

３の方法では交通信号灯器のレンズ形状を半球状としても、吹雪いた時にレンズに着雪
し、十分な着雪防止効果を得ることが出来ない。さらに交通信号灯器の表示器の表面を
フラット状とし、表示器を路面に向けてやや傾けて設置した場合には、当側に雪が積も
り、この積もった雪により形成される氷柱が人や車に落下する等して安全性に欠けると
いう問題がある。

そこで、下図の新規考案――光源をＬＥＤ１４とした交通信号灯器１０に取り付けられ
る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１で、少なくともＬＥＤの光の照射方向に、
光を透過する透光体層２と、抵抗発熱する電熱回路３ａを当該ＬＥＤから照射された光
を遮らない位置に配してなる発熱導体層３とを積層し、交通信号灯器に着脱自在取り付
できることで、①安全で、②安価で、③優れた着雪防止効果を③長期間安定して発揮す
ることの出来る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー及び表示器が――提案されてい
る。 

 　Feb. 2, 2017

【特許請求の範囲】

これによると、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、着脱自在に交通信号灯器
１０に取り付けられるため、降雪のない時期には取り外すことができ、また、破損した
場合でも迅速に交換することが出来る。また、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー
１を用いずに交通信号灯器１０のレンズ１２の外表面に撥水塗料を塗布しただけでは雨
風や砂埃等に曝されて２年程度しか効果が得られないが、交通信号灯器に着脱自在な交
通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を用い、定期的に交換することで、常に外表面
の撥水性を高めた状態に維持することが出来るとしているが、定期的に交換する必要が
あるのが難点である。

下記図は、着雪防止機能を専ら加温手段に頼るタイプの信号機は、加温手段で透光パネ
ルを加温して透光パネルへの着雪を防止できたとしても、透光パネルの温度が下がりや
すく、透光パネルが曇って信号機の視認性が低下するという問題が生じる。また、着雪
防止機能を専ら加温手段に頼るタイプの信号機は、消費電力が大きくなりがちで、信号
用光源として消費電力の小さな発光ダイオードを使用した意味が無くなるという欠点が
ある。特に、人里離れた山間部等、商用電源の確保が難しい場所に信号機を設置する場
合には、太陽光や風等の自然エネルギーを利用して発電する小型発電機を信号機に併設
する場面も想定されるところでは、信号機の消費電力が大きいと、その電力を小型発電
機では賄いきれなくなるという問題も生ずる。という問題を解決するために提案されて
いる新規考案である。そんないい考えがあるのか？その実力を考えてみよう。

Jan 19, 2017

上図１のように、前方へ信号光を出射するための光源板１０と、光源板１０の前面側を覆う透光
パネル２０と、透光パネル２０を加温するための加温手段３０とを備えた信号機において、透光
パネル２０を、透光性を有するゲル化蓄熱材等からなる蓄熱層２１を備えたものとした。光源板
１０を、その前面側に隙間を隔てて多数の信号用光源１１を配列したものとし、加温手段３０を、
通電すると発熱する電熱線３１と、電熱線３１に電流を流すための加温用電源３２とで構成し、
電熱線３１を、光源板１０の信号用光源１１における隙間を縫った状態に配することで、着雪や
曇りによる視認性の低下を防止する信号機の提案である。

尚、蓄熱層２１に使用するゲル化蓄熱材は、イソブチレン・無水マレイン酸の共重合ポリマー（
吸水樹脂）と、エチレングリコール（凍結防止剤）と、架橋剤とを水に添加してゲル化したものを
蓄熱層２１の蓄熱材として使用している。

また、 加温用電源３２の出力電力は、信号用光源１１の個数や種類等によっても異なり、特に
限定されないとしつつ、１つの信号灯を１２６個の発光ダイオードで構成する場合には、加温用
電源３２の出力電力は、１つの信号灯当たり、７０Ｗもあれば十分（３０～４０Ｗ程度でも十分に
賄えるとする。

さらに、上図３の降雪検知手段４０は、降雪時に一対の検知用電極４２，４３の隙間が
雪で埋まり、その雪を通じて一対の検知用電極４２，４３間に電流が流れることによっ
て、降雪検知信号を出力する（降雪時と判断する電気抵抗は、例えば、２００ｋΩ～５
０ＭΩ程度の範囲で調節）。

こうみると、双方の新規考案での性能評価データがないものの、後者（株式会社テクノ）
の方が正解のようだ。ただし、地方での電源資源の自然エネルギーの容量不足にふれてい
るが、これは公共事業政策（制度）の問題で解決すべき課題であろう。こう考えると、
降雪障害の１つは解決する。道路の融雪・解氷などの問題解決に関しては、既にブログ
掲載しているので願参考されたし。

空気を抜いて新鮮素材を長期保存！　Air Reducer　エアリデューサー特別な器具や工程
をしなくても、パパッと密閉状態がつくれちゃうんです♪プシューっと簡単に！開閉も
楽ちん♪　なるほど面白いキッチン・グッズだと感心する。

もっとも、株式会社富士商のオリジナリティーではなく輸入品だから新規考案（特許）
を調べてみようとおもったものの、ここ数日、わたしの頭は"アマデウス"状態ゆえに、
パスすることに（マグネットを使った空気抜き機構）。

　●　今夜の一曲

ドボルザーク: 弦楽四重奏曲 String Quartet No.12「アメリカ」, in F, Op.96

ドヴォルザークの弦楽四重奏曲第12番ヘ長調 作品96, B.179 『アメリカ』は、1893年
に作曲された弦楽四重奏曲。ドヴォルザークがアメリカ滞在中に作曲した作品で、彼の
室内楽作品中最も親しまれている作品のひとつ。1892年9月、ドヴォルザークは、ニュ
ーヨーク・ナショナル音楽院の院長としてアメリカに渡る。彼は黒人霊歌やアメリカ先
住民達の歌に興味を持ち、黒人霊歌の編曲者で歌手であったハリー・サッカー・バーレ
イを自宅に招いて歌を歌ってもらったり、大衆的な歌謡ショーであるミンストレル・シ
ョーのためにフォスターが作曲した歌曲にも興味を持っていた。彼のアメリカ時代の作
品には大きな影響を与える。その代表作が前作の交響曲第9番であり、後に書かれるチ
ェロ協奏曲る。1893年5月に交響曲第9番「新世界より」を書き上げ、米国での最初の夏
期休暇を、チェコからの移民が多く住んでいたアイオワ州スピルヴィル(en)で過ごす。
この地でくつろいだドヴォルザークは、コヴァリック一家が演奏するためにこの作品を
作曲。1893年6月8日に着手するとわずか３日間でスケッチを終え、６月23日には完成。
1894年１月１日、クナイゼル弦楽四重奏団によりボストンで初演される。

【楽曲構成】

●　急性トランプ躁鬱症 

毎日、権力を持つトランプが威圧する報道を見せつけられると精勤状態がおかしくなる
なのですぐにチャンネルを切り替える。考えれば、「ポスト・ケインズ主義的経済政策」
をぱっくったところまでは良かったが、その後は阿呆まるだし。米国政府の良き伝統―
政策手順を明確に示し行動するスタイルをかなぐり捨て、持論をまくし立てるデール主
義的アプローチ。格差の急速な拡大の対処法は、税制による富の再配分にあるのっだが、
そこは黙りを決め込んでいる。さすが、役者！ 

　　　　禍を転じて福となす　／　山風蠱（さんぷうこ）

　　　　※　蠱とは、皿（器物）を虫が食い荒らす、または皿に盛った食物に
　　　　　　虫が湧いていることである。素平がつづけば内部に腐敗と混乱が
　　　　　　進行する。卦の形も、山（艮）のふもとに風（巽）が吹きこんで
　　　　　　災害を起こすフェーン現象、また年増（巽）が若い男（艮）を蠱
　　　　　　惑するさまをも表わしている。天変地異、風紀紊乱、まことに多
　　　　　　事多難である。しかし絶望することはない。窮すれば通ず、矛盾
　　　　　　が深ければ深いほど逆に根本的解決が可能となる。これを機会に、
　　　　　　内部に巣くう病根を徹底的に摘出することだ。腐敗と混乱の時は、
　　　　　　同時に革新、新生の時代でもある。

 
Magical Cuisine / Bump of Chicken

　　　怖かったパパが本当は優しかった事
　　　面白いママが実は泣く時もある事

　　　おはあちゃんが君の顔を忘れたりする事
　　　ひげじいあれは犬だって伝え様がない事

　　　いつか全部わかるすっと先の事
　　　疑いたいのもわかる君だからわかる

　　　メソメソすんなって

　　　君の願いはちゃんと叶うよ怖くてもよく見て欲しい
　　　これから失くす宝物がくれたものが今宝物

　　　君の願いはちゃんと叶うよ大人になった君が言う
　　　言えないから運れてきた思いは育てないままで唄にする

　　　叱られた後にある晩御飯の不思議
　　　その謎は僕より大きい君が解くのかな
　　　こんな風に君に説くのかな

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　「魔法の料理　～君から君へ～」

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作詞／作曲　藤原基央

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　BUMP　OF CHICKEN

 
「これから失くす宝物がくれたものが今宝物」の言い回しが耳に残るこの曲。『魔法の
料理～君から君へ～』は、BUMP OF CHICKENの通算１７枚目のシングル。２０１０年
４月２１日に発売された歌詞カードのぬいぐるみは藤原が幼い頃に祖父からプレゼント
されたもという（出典：Wikipedia）。一昨日、ＮＨＫのＥテレビの『みんなのうた』で
久しぶり流れていたのだが、改めて聞き惚れ目頭が熱くなるのを覚える。藤原が３０歳
の誕生日直前に作った曲で、藤原基央が「幼い日の自分」に語りかける内容ということ
で、作中のエピソードや表現はほぼ全て藤原の実体験に基づくものというが、年齢意識
を４０年、５０年前にワープさせる程（時間の相対性理論？）の衝撃を受け、音響とい
うものは、遺伝子や個体をかくも容易く共振させるものかと感嘆する次第。



【はじめてのオールソイタウン Ⅲ】

大豆、エンドウ豆、ヒヨコ豆、レンズ豆などの穀類は低血糖、高繊維食品で、血糖とイ
ンスリンレベルを一定に維持。また、コレステロールは十二指腸で胆汁酸と結びつき、
小腸から吸収された胆汁酸は、肝臓から胆のうを経てまた十二指腸でコレステロールと
結びつき、血中コレステロール値を上げていく。これらの豆たんぱく質はコレステロー
ルよりも、胆汁酸と結びつきやすく、大豆たんぱく質と結びついた胆汁酸は小腸で吸収
されず、そのまま体外に排出、吸収されなかったコレステロールも小腸で再吸収される
ことはなく体外に排出される。この理由から、コレステロールを食事で摂っても、小腸
から吸収されなければ血液中のコレステロール値を上げることがない。昨年は「国際マ
メの年」にも指定されている（下図ダブクリ参照）。

【今宵も魔法の鶏肉チリ豆鍋】

そこで、今夜は、健康と減量に好適な「ホワイト豆（白インゲン）鶏肉チリ鍋」のレシ
ピを紹介。

材料：①事前に味付けしローストしたひと口サイズの無ホルモンと抗生物質の鶏の胸肉
　　　２つ、②無農薬白インゲン豆の缶詰４缶、③玉葱１個、④ニンニク２片、④チキ
　　　ンスープの素適量、⑤チリペッパー適量、⑥クミンシード適量、⑦唐辛子フレー
　　　ク適量、⑧タラゴン適量、⑨グリーン唐辛子適量、⑩ライム（ゆず）など適量

作り方：①白インゲンをフードプロセッサー粉砕しペースト処理、②チリパウダーとク
　　　　ミンシードパウダーを各々小さじ１杯加える、塩・胡椒を施しストック。③調
　　　　理鍋にニンニク２片を炒め塩・胡椒し玉葱１個を入れ混ぜる。④さらにチキン
　　　　スープの素を加え、白インゲン豆を加え、⑤唐辛子フレークとタラゴラとグリ
　　　　ー唐辛子を加える。⑥材料①の鶏肉を加え、ライムジュースを加える。⑦これ
　　　　を下写真の薪ストーブでコトコトと煮詰めて頂くと、こころ暖まるひとときを
　　　　堪能できる。 

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １９】   

 ●　事例研究：カットイン風速を下げ発電効率を上げる工夫

 　JP 2017-20374 A 2017.1.26

風力発電装置は、一般的に機械的ロスが大きく、低風速下では発電効率は低い。揚力型
ブレードを有する風車を用いた縦軸風力発電装置、例えば、①縦軸風力発電装置は、互
いに対向する１対の縦長揚力型ブレードを有するロータを備え、②各揚力型ブレードの
上下両端部に、縦主軸方向へ向かって傾斜する内向き傾斜部を形成することで、ブレー
ドの内側面に沿って上下方向に拡散する気流を、内向き傾斜部で受止めて回転力を高め
るとともに、揚力(推力)を増大させ、低風速下においても、ロータが効率よく回転して
、発電効率を高めうるようにしたものである。

縦軸型風車は、起動性が改善され、１～1.５ｍ／ｓ程度の微風速でも、回転を開始しう
るとともに、平均風速が、例えば２ｍ／ｓ程度の低風速下でも、効率よく発電しうると
いう特徴を有すが、風向きは常に変化するため、風車に適する風速が長時間継続するこ
とはなく、低風速下で回転しているロータの回転速度を、③ブレードが揚力により加速
して、効率よく回転しうる一定の周速または回転速度となるまで加速することができれ
ば、発電効率を更に高めることが可能となる。低風速下において、ロータの回転速度を
一定の速度まで原動機で加速させることにより、発電効率を大幅に高めうるようにした
風力発電装置を提供することを目的とするものである。

以上のように、タービンブレード構造・構成を工夫し、発電不可風速時に自己蓄電々力
を支援供給し、低風速下において、ロータの回転速度を一定の速度まで加速させること
により、発電効率を大幅に高めうるようにした風力発電装置の提案がなされているが、
①実験データから発電効率が何パーセント増加したのか判断できない。②構造が複雑す
ることのリスクも不明である。

「ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 １７」（「ようこそ、SWT工房へ」
2017.01.31）で掲載したように、わたし（たち）が理想とする高性能小型風力発電シス
テムは、例示した「垂直軸型風車の集風装置：特開2017-015094の場合」のように「可動
式集風板」ではなく「固定式集風板」方式でカットアウト風速遮断シリンダ（シェルタ
）方式が簡素で良いだろうと踏んでいる。同シリンダーの工藤は自家蓄電を動力源とし
て電動あるいは圧空で開閉すれば良いと考える。ところで、少しこの事業のイメージ（
特徴）を書いておこう。このユニットの出力を標準で１キロワットとして住宅向けルー
フ型を２ユニット取り付け２キロワットの発電能力を持たせる。また、ポール型ユニッ
トの標準を高さ（地下埋設部を除く）を７メートル、５ユニットの５キロワットとする。
仮に１ユニットの価格を１０万円とすれば２ユニットで２０万円。国内市場をおおよそ
１億÷４人世帯÷１０×２０万円／セット＝２５００億円、世界市場は国内市場×６＝
３兆円（１千５百億円／年）、耐用年数の見積もりを１０～２０年程度考え、売電価格
との関係で、メリット計算が算出される。売電価格を管理する新電力会社は、顧客先の
ユニットからデータ信号（発電量、異常信号、風況信号）を管理し、顧客はその売電料
金からの歩割金額を報酬として支払い管理委託する。電力というインフラを扱うので営
利から公共の色合い強い業界のため、ぼろもうけはできないと想定されるため、メーカ
同士の過当競争による疲弊は未然に防ぐ必要などを考えてみた。
尚、ここでの数字はあくまでも超々概算である。

　　　　　　　世に臨む　／　地沢臨（ちたくりん）

　　　　※　臨とは、上から下のものをほおろすこと、転じて上から支配と保
　　　　　　護を及ぼすことである（君臨）。支配の仕方はさまざまだが、こ
　　　　　　の卦は、上下親しみあう状態を表わす。また下に二つの陽（＝）
　　　　　　があり、運気が次第に隆盛に向かうときである。しかしこの場合
　　　　　　は短期決戦、急速に盛んになってたちまち衰える傾向かあり、時
　　　　　　機を見ること敏なるを要する。また熱中するかと思えば、すぐに
　　　　　　忘れてしまう人間類型を示すものであるから、よほど心を引きし
　　　　　　めてかからないと、一生悔いか残すことになりかねない。

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 ２０】

●　システム仕様  

今夜は、システム仕様の「３．最大瞬間出力」と「４．最大出力回転数」と国内市場に
おける小型風力発電の開発背景についてふれてみよう。 

風力発電で使われる風車は、定格出力１.５メガワット（１時間で最大１５００キロワ
ットの出力が可能）や最大で６メガワット（同６０００キロワット）が世界的に見ても
標準にあり、１９８０年代初頭では５０キロワットの風車が最大級で、最大瞬間出力が
１２０倍の規模で増強している。風車の出力は風車の受風面積（ブレードの回転する円
の面積）に比例するので、風車を大きくすればそれだけ多くの電力を得ることが出来る。

●　最大瞬間出力

現在、世界で最大の風車は定格出力６メガワットは翼直径１２６メートルにもなり、５
０キロワットの風車の直径は１５メートル。風力発電の普及は、設備の大型化によるコ
ストダウンによるものだとも言われている。そこで、例えば風力発電の出力が２メガワ
ットと書かれている場合、最大瞬間出力が２メガワットだが、風況により、２メガワッ
ト以下のことも多々あるため、最適の風が吹いた時に２メガワットの発電が出来ること
意味するが、風が弱い時は当然２メガワット以下の発電となる。台風のように強すぎる
時は翼などが損傷する発電はやめてゼロとなる。従って、年平均すれば最大出力の２５
％～３０％程度の発電しか出力されていないのが国内事情と言われている。

例えば、定格２.５メガワット１基から生まれる電気は１回転で約１０００ワットの電
気を生みだすので、上図のように、１年間で約６メガワット（６百万キロワット）発電
し、一般家庭の年間消費伝力の約１,６００世帯分に相当。１世帯あたり２.３人として、
約３,７００人の１年間の使用電力をまかなえる。これは二酸化炭素排出量に換算する
と２,２６８トンで樹木換算では、太さ１０センチメートル×高さ４～５メートルの落
葉広葉樹９.０７２本が行う光合成量に相当し、その広さは（約9,000本の植樹面積は、
２ヘクタール（２０,０００平方メートル）の土地に相当。さらに原油換算すると、ド
ラム缶７,６２０本分となる。

●　航空力学の翼理論と風車の性能評価

風車の揚力（回転力）は、エネルギー保存の法則によって、圧力と流速の関係が決まる
この関係を利用し発生させようとしたのが航空力学の考え方、つまり航空力学の翼理論
をもとに計算される。風速(秒速)をV[m/s]、翼の受風面積をA[m2]、空気密度をρ[kg/m3]、
風車のパワー係数をCpとすると、風車から得られるパワーP[W]は　

 　　　　　　　　　　　P＝ Cp×(1/2)×ρ×A×V3

の計算式で求められる。 ベッツの法則では風から取り出せるパワー係数Cpは最大で
16/27(ベッツ係数）とする。 風の持っているパワーの０.５９３までは理論的には取り
出せることを示す。Cpが大き くなるほど風車の発電出力性能が高くなり、上記の計算
式から風車のパワーは受風面積 と風速の３乗に比例する。また風車のパワー Pはトル
ク[N-m］×回転角速度［rad/s］ でも表される。これは風車の動力から発電機によって電
気変換したパワーを表す。風車 のシャフトに与える力を大きくし回転数が上がれば、
風車から取り出せる発電出力は大 きくなる。一般的な大型プロペラ風車は抗力になり
うる翼面積を減らし、回転数（周速） を上げることで発電効率を高める。ベルシオン
式風車では揚力を引き出す翼面積を広げ、 かつ最適な回転数まで上げて発電効率を高
めるよう工夫されている。

一般的に風車の性能を評価する場合、パワー係数、周速比、ソリディティなどの特性係
数を利用して性能評価する。パワー係数とは風車の受風面積から得られる風のパワーを
基準にして、風車から取り出せるパワーとの割合を示しています。実際の風車では揚力
形の高性能プロペラ型大型風車で０.４、抗力形のサボニウス風車では０.１５程度。周
速比とは風車翼の先端速度と風速の比を表しています。揚力形の風車では翼先端は風速
よりも早く回転でき、抗力形の風車では風速以下でしか回転できない。

ソリディティとは風車の受風面積に対する風車翼の全投影面積の比をとして定義。 A．
ベッツはどのような風車でも最大のパワーを取り出す場合のソリディティと周速比には
一定の法則があるとし、曲線と曲線の範囲内(影部分）に 入るとする。

※　 Effects of solidity for a small straight-bladed vertical-axis wind turbine （Torque and power
　　　characteristics and torque variation）, Seiji YAMADA et.al , 2000.11.25

ところで、　現在、日本では出力20キロワット（kW）未満の風力発電を小型と定義されて
いるが、今、この小型風力発電の設置がブームになりつつある。後押ししているのは太
陽光発電に比べ、2倍以上の高値で売電できる再生可能エネルギーの固定価格買い取り制度
（FIT）のため。その根拠は、小型風力は1kW時当たりの買い取り価格が55円。対する太陽光
は昨年7月に引き下げられ27円（10kW以上）となった。  太陽光の導入が急増したことなどから、
経済産業省は価格を是正。そのため、「太陽光の導入を検討していた個人や企業が、小型風
力に関心を示すようになった」と各メーカーの担当者は口をそろえる。また、世界風力エネルギ
ー協会によれば、小型風力の発電容量は、世界的に見ても最近5年間で年率20％前後伸びて
いる。

小型風力の普及の背景には大型風力と比べた際の導入の手軽さがある。風力エネルギー
は受風面積に比例するため、風車の羽根であるブレードが長いほど出力が高くなる。小
型に比べ大型の方が出力効率は高く、コストパフォーマンスの面でも有利だ。だが、大
型の設置には広大な面積が必要とし、一般的に、ブレードが長くなるほど発生する①騒
音や②低周波音が増える。最大でも高さ25m程度の小型に比べ、100m以上にもなる大型
風車は景観への配慮も必要だ。設置を巡って訴訟に発展し、計画を中断した例もある。
現状、小型と大型とでは出力が桁違いのため代替エネルギー源にはなり得ない。だが、
設置数が増えれば小型も日本の再生可能エネルギーの一翼を担う可能性がある。

現状、小型と大型とでは出力が桁違いのため代替エネルギー源にはなり得ない。だが、
設置数が増えれば小型も日本の再生可能エネルギーの一翼を担う可能性がある。小型風
力発電には大きく分けて水平軸と垂直軸の２つのタイプがある。水平軸型は、大型風力
発電でも多く使われる３枚ブレードのプロペラ型が代表例。回転軸が地面に対して水平
で、風向きに追随して風車が動く。垂直軸型に比べ、発電効率は高いとされる。

一方、垂直軸型は回転軸が地面に対して垂直に固定されており、風を全方向から捉えら
れるのが特徴だ。現在、型式認証を得ているのは台湾Hi-VAWTテクノロジーの製品のみ。
垂直軸型には、出力は低いが風速が低くても回転するサボニウス型と、高出力を得られ
るが風速が高くないと回転を始めないダリウス型がある。Hi-VAWTはこの両方を組み
合わせ１つの風車に搭載している。両方式の利点を生かし、低速でも回転を始め、高速
になれば高出力を得られる。この垂直軸型のHi-VAWT製品と水平軸プロペラ型のスペイ
ン・エネラの製品の双方を販売する自然風力発電社は、海岸沿いなど水平に一定の風が
吹く場所は水平軸型、段差がある高台など風が吹き上げる場所には垂直軸型が向くと言
われる。また、垂直軸型はベアリング大手のNTNも開発に乗り出している。浜松市のベ
ンチャー、グローバルエナジーが開発した羽根の特許使用権を取得し、来年中に型式認
証を得て発売を目指している。

●　高風速時に風車を止めない

風力は風速の3乗に比例する。プロペラ型の多くの機種では風速毎秒3mくらいから出力し始め、
9m程度で最高出力に達する。だが、台風や突風などで風速が強すぎると、過剰回転による危
険防止のために風車を止めてしまう。せっかく高出力を得られる高風速時に止めるのは無駄が
多い。そこで高風速時に風車を止めない工夫が必要になる。

出力が最大級の小型風車を製造するアイルランドC&Fグリーンエナジーの「CF20」はブレード
の角度を調整し、強風時に風を逃がして過剰回転にならないようにするピッチ制御が可能。そ
のため風速毎秒25mまで止めずに発電ができる。大型風車には搭載されている機能だが
小型では珍しい。風力ベンチャーのゼファー（東京都港区）が開発したエアドルフィン
は高風速時、風車の回転を電気的に制御することでどんな強風下でも風車は回り続ける。
ブレードに、軽量で剛性に優れる炭素繊維を使うことで実現できた。

一方で最高出力に達する前の低中風速時での発電効率を高める工夫をしているのがレン
ズ風車。九州大学の大屋裕二教授は複数の風車を組み合わせたマルチローターシステム
を開発。プロペラ型のブレードの外側を囲む輪「集風体」が最大の特徴。九州大学と同
大学発ベンチャーのリアムウィンドが開発。九大応用力学研究所の大屋裕二教授は集風
体によって風の渦を作ることで風力を強める。同サイズのプロペラ型に比べ２～３倍に
出力が向上すると話している。同教授が現在、実用化に取り組んでいるのがマルチロー
ターシステムと呼ぶ、１つの支柱に複数の風車を取り付けた製品。３.１kWの風車を３つ
取り付けた機種を九大内に１５年１２月に設置した。３つのレンズ風車をまとめて配置
することで風力を強める相乗効果があり、発電量が１０％程度上がるため１０kWの出力
が得られる。小型ならではの出力を高める工夫がある。さらには、ブログで紹介した「
縦渦リニアドライブ型ウインドタービン」（「ようこそ、SWT工房へ」2017.01.30）も
直に参入してくるだろう。

 
●　課題は設備のコストダウン

小型風力の最大の課題は設置コストが割高なことがあげられている。20kWで2000万～
3000万円にもなる。その対策として新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は
産学と連携し委託・共同開発を開始。小型風力発電の主要部品である電力変換装置など
の研究開発を実施し、部品の標準化を進め３０％のコストダウンを目指す。売電のため
には電力会社の送電網に小型風力が生み出した電力を供給する系統連系と接続作業が必
要になる。小型風力は風量によって発電量が頻繁に変化する特性がある。従来は各メー
カーが独自に最適なパワーコンディショナーを開発してきたが、標準化できれば無駄な
機能や部品を省けるようになる。現代はデジタル革命の渦中にある。コスト逓減を肌身
で知っているわたし（たち）は恐れはしていない。

●　事例研究：特開2017-008858 風力発電装置

それでは、最後に「最大出力回転数」に関係する新機考案事例を俯瞰しよう。

大型の風車を用いた大規模な発電施設に限らず、小型の風車を利用した小規模な発電設
備についても開発が進められ、低コストでの実用化に向けて、発電効率の向上を目指し
た技術が種々提案されている。風力発電に利用される風車には、風の方向に沿って回転
軸が水平方向に設定された水平軸型風車と、風の方向に対して回転軸が垂直方向に設定
された垂直軸型風車と、が利用されている。

１．垂直軸型風車は、風向に対する風車の回転面の方向制御機構が不要である等のメリ
　　ットがあるが、
２．風車が風を受けて回転する際に風車の回転軸より半分の部分では羽根が受ける風は
　　風車を回転する方向に有効作用する一方で、残りの半分の部分では羽根が受ける風
　　は回転方向に対して逆方向となって抵抗となり、回転効率が低下するデメリットが
　　ある。
３．これに対して、垂直軸型風車の周囲に導風板や整流板等のガイドベーン等を配置す
　　る技術がしられているが、垂直型風車の周囲にガイドベーン等を設置する構成では、
　　風車が占めるスペースに加えて、その周囲にガイドベーンを設置するスペースが必
　　要となるため、全体として大きなスペースを必要である。一般的に風車の回転径が
　　大きいほど、風車の出力ひいては発電効率が大きくなるが、ガイドベーンを設ける
　　場合には、限られたスペースでは、逆に風車自体のスペースすなわち風車の回転径
　　を小さく製作せざるを得なくなり発電効率の向上がさほど期待できない。
４．風車の周囲に集風板を設け、風車に導入される風量を増加させ風速を増大させるこ
　　とで、風速が低い環境でも垂直軸型風車を効率良く回転させ、風車の周囲の風速が
　　高い場合には集風板を収納し、風車の回転による総合的な発電効率を高める（特開
　　2017-015094「垂直軸型風車の集風装置」も提案されているが、機構が複雑になると
　　いうことで、改良提案を個人的にこのブログで提案をしているところである。

よって、同じ設置スペースに対してできるだけ効率の良い風力発電の開発が望まれてい
た。下図のように、風の流れＦに対して垂直方向に設置されて軸回り回転自在に支持さ
れた回転軸１２と、風を受けて該回転軸１２と一体的に回転するように該回転軸１２に
取り付けられた複数の羽根体１４とを有する垂直軸型の風車体１６と、回転軸１２に連
結され該回転軸の回転により発電する発電機１８と、風車体１６の外側で周方向に互い
に等間隔に離隔して配列されて該風車体１６への風の流れをガイドする複数の導風板２０
であり、回転軸１２に直交する断面視で、該羽根体１４の回転軌跡円ＣＲと該回転軌跡
円ＣＲに外接する仮想的な正多角形ＳＰとの間の領域Ｚ内に全体が収容されるように設
置された複数の導風板２０とを備えた風力発電装置１０から構成される。

JP 2017-8858 A 2017.1.12
【符号の説明】

１０ 風力発電装置　１２ 回転軸　１４ 羽根体　１６ 風車体　１８ 発電機　
２０ 導風板　２６ 返し部


また、導風板２０は、回転軸１２に直交する断面が直線状となる平板状部材からなり、
該断面直線形状の一端（２０Ａ）を羽根体１４の回転軌跡円ＣＲに近接して設けられる
とともに、他端（２０Ｂ）を前記正多角形ＳＰの辺上又は辺に近接して設けたこととし
てもよい。また、羽根体１４は、回転軸１２に直交する断面形状が回転軸１２に向けて
凸状に湾曲された湾曲板材で形成されるとともに、回転方向前方側１２Ａに流線型を形
成するように前端部１２Ａを外側に向けて略Ｕ字状に湾曲された返し部２６を有するこ
ととしてもよい。また、導風板２０は、回転軸１２に直交する断面形状の長さが、羽根
体１４の回転軌跡円ＣＲの径方向の羽根体１４の幅Ｄ１よりも長い長さで設けられたこ
ととしてもよい。また、導風板２０は、回転軸１２に直交する断面形状の長さが、前記
正多角形ＳＰの頂点から該羽根体の回転軌跡円ＣＲに接する接線の長さよりも短い長さ
で設けられたこととしてもよい。また、導風板２０は、該羽根体１４の回転軌跡円ＣＲ
の直径を導風板２０の数で割った長さに設定されたこととしてもよい。

【実施形態】

図１、図２、図３に示すように、風車体１６は、回転軸１２の周りに複数の羽根体１４
を等間隔に取り付け、風を受けて一体回転する羽根車であり、回転軸１２を風の流れに
対して垂直に向けた垂直軸型の風車装置である。本実施形態では、回転軸１２は、例え
ば、軸方向を地面等の設置面に対して鉛直に立てて配置され、機枠２２の軸受２４に回
転自在に軸支されている。

なお、羽根体１４の枚数は任意でよく、例えば、図７の実施形態に示すように、３つで
もよい、２枚又は４枚以上の数でもよい。また、羽根体１４の形状も例えば、上記の形
状に限らずダリウス型、クロスフロー型、サボニウス型、直線翼型、パドル型等、その
他任意の風車の羽根形状でもよい。複数の導風板２０は、該風車体への風の流れをガイ
ドするように風車体１６の回転軌跡円ＣＲよりも外側で周方向に互いに等間隔に隔離配
列された導風手段である。複数の導風板２０は、羽根体１４に対して回転を促進する方
向に風をガイドするとともに、羽根体１４の回転を妨げるように作用する風を一部遮る
ように整流する整流機構となる。図４に示すように、導風板２０は、一部の風を遮りつ
つ、その流れを変えて回転している風車体の羽根体１４に流すことにより、該導風板１４
の風下側、すなわち該導風板１４の後方部分と、導風板をよけて流れていく部分と、で
風の流れに速度差を生じさせる。その結果、例えば、導風板１４の板面に風が当たった
際に、導風板の後方に負圧を生じさせて、導風板２０の背面側に回転する羽根体１４が
位置する際には、該羽根体１４を回転方向Ｄに促進させて、回転効率の向上を期待でき
る。

【特許請求範囲】

【実施例】

実施例では、図９に示すように、上記実施形態のように構成した風力発電装置１０を送
風機ＶからＬ＝３１００ｍｍだけ離した位置に設置し、風速０．６ｍ／秒で風を当てて
風車体１６の回転を目視で計測し、３０回転に要する時間を測定した。図９（ａ）と図
９（ｂ）では、風力発電装置１０に対する風の方向を４５度変更して各導風板に当たる
風の角度を変更して測定した。実施例では、風車体１６の羽根体１４の回転軌跡円ＣＲ
の直径は２７６ｍｍ、羽根体１４の回転軸方向長さは６００ｍｍとし、導風板２０の回
転軸方向長さは６００ｍｍ、導風板２０の横断面の幅長さＷを下記のように変更して、
それぞれ風車体が３０回転するのに要する時間を５回計測してその平均値を求め、その
平均値から平均回転数（１分あたりの回転数）を算出した。また、比較例として、導風
板を設けないで回転数を計測した。以下にその結果を示す。

実施例１～６の結果により、風力発電装置に当たる風の向きが図９（ａ）、（ｂ）のい
ずれの場合でも、導風板の幅長さＷを長くすると回転数が向上し、導風板２０の幅長さ
Ｗを回転軌跡円の直径を導風板の数で割った値（実施例では、６９ｍｍ）とした場合に
回転数が最大となり、さらに該幅長さＷをその値を超えた長さとすると回転数が低下す
るのが分かる。導風板が４つの場合には、導風板２０の幅長さＷを、例えば回転軌跡円
の直径の２０～３０％程度に設定するとある程度高い回転数で風車体が回転すると推測
できる。実施例６に示すように、導風板２０の幅長さＷを長くして正方形の頂点から該
羽根体の回転軌跡円に接する接線の長さ、すなわち回転軌跡円に外接する正方形の一辺
の長さの半分の長さ（実施例では、１３８ｍｍ）に近づけると回転効率が劣ることが分
かる。

　●　今夜の一曲

ベートーベン: クラリネット三重奏曲 Trio , in B, Op.11

ピアノ三重奏曲 第4番 変ロ長調『街の歌』（Gassenhauer）作品11は、ルートヴィヒ・ヴァン・
ベートーヴェンが1797年に作曲したピアノ三重奏曲。1798年に出版され、作品はマリア・
ヴィルヘルミーネ・トウン（英語版）へ献呈された。ベートーヴェンの初期に人気の高
かった、木管楽器を扱った社交的な作品のひとつである。変ロ長調で作曲されており、
これは当時まだベーム式システムの恩恵を受けていなかったB♭管クラリネットでの演
奏の容易さを考慮したものとされている。「街の歌」という愛称は、第３楽章において
当時流行していたヨーゼフ・ヴァイグルの歌劇『船乗りの恋、あるいは海賊』(L’amor
marinaro ossia Il corsaro)からのアリア「仕事の前に」(Pria ch'io l'impegno)の主題を用いる。
この作品が人気を博した大きな理由でもあり、ニコロ・パガニーニもこの主題による作
品を残す。なお、ベートーヴェンが多楽章作品で他人の主題を用いたのはこれが唯一で
ある。

【楽曲構成】

　　　　　　　ものの見方について　／　風地観（ふうちかん）

　　　　※　観は凝視すること、ただ漠然と見るのではなく、よくよく見つめ
　　　　　　る。奥底まで見抜くことである。この卦の形は、陰の勢力（╌）が
　　　　　　上の陽（－）を押しのけんばかりの勢いを見せており、また地上
　　　　　　（乾）に風（巽）が吹き荒れているさまを表わしていろ。君子道
　　　　　　が衰え、利欲がせめぎあってまさに秩序崩壊のときである。しか
　　　　　　し、こういう時こそ静思して現象の奥底まで見抜かなければなら
　　　　　　ない。そういう態度が本当に身につけば、徳となりて人々を感化
　　　　　　することができる。行動よりも静思の段階であるから指導的な地
　　　　　　位にある人、教育者、学者、研究者にとってはよい卦である。

　●　今夜の一品

「カレ　ジャポネ」（Carrée Japonais） ――７日、「あさイチ」でベルギーが誇るカカ
オ豆からチョコレートまで製造の工程を一貫して行う「ビーン・トゥー・バー」を追求
し今のチョコレート界に新潮流を生み出す世界的ジェンドのショコラティエ・ピエール
マルコリーニがスタジオに生出演で創作提供していた。「カレ　ジャポネ」はフランス
語で「日本風の四角いチョコレート」という意味。日本酒でチョコレートに深みを加え
るのがポイント。クリスピーな黒ごまと、さわやかなシソ（紫蘇）がアクセントである。
たまたまみていたのでラッキー・モーニング！ところで、最近、お気に入りのティーカ
ップに牛乳を入れ砂糖を少し加え、チョコラ・カレを１つ放り込み、電子レンジで加熱
し飲み身体を温め飲む。ここに、ウイスキーなどのお酒を加え、寝る前に一杯頂き熟睡
する。

【今夜も技術が天こ盛り】

Jan. 31, 2017

●　個人の思考を読み取る「脳ハッキング」

ごく短い時間だけ表示されるサブリミナル画像への脳神経反応を調べることで、個人の
宗教的信念や政治的傾向などを調べることができるという実験結果が発表された（「個
人の思考を読み取る「脳ハッキング」に成功：米大学実験」WIRED.jp 2017.02.03）。そ
れによると、ワシントン大学のタマラ・ボナチは、１月３１日（米国時間）、セキュリ
ティーカンファレンス「Enigma」で、ある実験について説明した。単純なビデオゲーム
を利用して、一定のテンポで表示されるサブリミナル画像への神経反応を収集できる方
法を示したものだという。実験では、被験者に「Flappy Whale」というゲームをしても
らい、ファストフード店や自動車のロゴのような比較的当たり障りのないイメージに対
する反応を調べた。ボナチによると、同じ要領で、被験者の宗教的信念や政治的傾向、
医学的な状態、偏見など、もっとセンシティヴな情報も引き出せる。

実験には、脳に接続されるインターフェース（BCI：brain-connected interface）が利用され、
７つの電極をプレイヤーの頭に取り付け、脳波信号がリアルタイムで測定。イメージが
表示されるのは１回につき数ミリ秒間で、被験者が意識的に気づかないほど短時間。画
像が表示された瞬間に脳信号を測定することで、研究チームは、イメージに関するプレ
イヤーの考えや感情を知る手がかりを収集できたという。こうした「脳ハッキング」が
これまでに現実世界で行われたという証拠はない。だが、仮想現実（VR）ヘッドギアや、
体に接続するフィットネスアプリなどを製造するメーカーにとっては、多くの生理的反
応を密かに調べるシステムを開発することは難しいことではないと前出のボナチは語る。
ボナチは、脳が生成する電気信号は、個人を特定できる情報に分類し、名前や住所、年
齢と同様に保護されるべきだと述べている。

 Feb. 6, 2017

●　食物連鎖で下水道の汚泥排出量をダウンサイジング

６日、国土交通省国土技術政策総合研究所は、辰野水処理センターにおいて微生物の食
物連鎖を利用した水処理実証施設が稼働を開始すると発表。下水道革新的技術実証事業
（B-DASHプロジェクト）の2016年度採択技術「特殊繊維担体を用いた余剰汚泥削減型
水処理技術」は、｢反応タンクの多段化｣と｢特殊繊維担体｣を組み合わせ、反応タンク内
に微生物の棲み分けが生じる環境を形成することにより食物連鎖を生じさせ、発生する
汚泥量を大幅に削減する技術で、（株）IHI環境エンジニアリング・帝人（株）・日本
下水道事業団・辰野町が共同で研究に取り組んでいる。今回完成した実証施設では、同
技術について、汚泥削減効果やライフサイクルコスト縮減効果等を実証する。汚泥処理
設備を縮小化することにより下水処理施設のライフサイクルコスト（LCC）を低減し、
下水道経営の改善、持続的な経営に貢献が期待できる。

 Feb. 8,, 2017

●　現場に持ち込み、細菌やウイルスを約10分で検出

８日、日本板硝子株式会社、産業技術総合研究所などの研究グループは「モバイル遺伝
子検査機」（小型・軽量リアルタイムPCR（Polymerase Chain Reaction）装置）――ポリメ
ラーゼ連鎖反応（Polymerase Chain Reaction）による標的DNAの増幅を経時的（リアルタ
イム）に測定し、その結果からDNAの定量を行う装置。試料を、高温・低温の2温度（
もしくは３温度）域を往復させることでDNAの特定の部分が、１サイクルごとに同部が
２倍、４倍・・・と指数関数的に増幅する。（例えば、理論上40サイクルで約1012倍に
増幅） 微量のDNAからでも増幅でき、遺伝子工学研究では必要不可欠な技術――の開
発の成功を公表。

従来の細菌やウイルスなどの遺伝子検査は高精度で有用な一方、装置は大きく高価で検
査にかかる時間も長いため、専門施設でしか利用できなかった。感染の拡大を抑えるに
は早急に有効な対策が必要、そのためには現場で原因となる細菌やウイルスなどを迅速
に特定できる遺伝子検査機が求められてきた。

開発したモバイル遺伝子検査機は、従来の装置に比べ片手で持ち運べるほど小型・軽量
（約200mm×100mm×50mm、重量約500g）で、従来は約1時間かかっていた検査時間）を
約10分に短縮しました。また、小型化により低コスト化を実現し、バッテリー駆動も可
能である。この成果により、これまで専門施設内に限られていた高精度の遺伝子検査が
場所を問わず実施でき、インフルエンザやノロなどのウイルスや細菌を現場で素早く特
定できるため、医療現場だけでなく工場などの食品衛生、環境汚染調査のほか空港や港
湾で感染症予防の水際対策での使用など、幅広い分野での活用が期待できる。このモバ
イル遺伝子検査機は、日本板硝子より年内発売を目標に開発を進めという。

さすがですね、このブログでもこのテーマを取り上げてきたが実現に一歩近いづいたと
いうことです。欲を言えば検査時間は、１分程度に短縮できればと思いますが、これは
実に面白い。

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 ２１】

●　垂直軸風車の転がり技術実験Ⅰ

垂直軸風車は、一般的に「ロータ回転軸が風向に対して垂直な風車」と定義、プロペラ
形の水平軸風車と比較すると発電効率はやや低くなるが、全方向の風を受けられるため、
水平軸風車のようにロータを風向に正対させる必要がなく、単純な構造にできる利点が
あることは知られている（上図参照、出典：「風力発電システムにおける転がり技術の
適用に関する研究」浅生利之著　足利工業大学　2015.07.25）。

垂直軸風車は主にブレード、主軸、主軸受、発電機等から構成、ロータが無指向性で単
純構成がその特徴で、主軸と主軸受は、ブレードを取付けてロータとなる支柱部品、動
力を伝達する機構部品の役割を持ち、過酷な風況条件に対する、①十分な強度、②耐久
性と、③効率のよい動力伝達が求められている。④特に主軸受は、発電機のコギングト
ルク等を除けば、風車の始動トルクや風車回転時の機械効率を決定する重要な要素とな
る。

垂直軸風車は、風向変化の激しい地域，例えば市街地や公園、遊園地、駐車場など建造
物が風向を大きく変えてしまう地域、あるいは複雑地形の地域などに設置されることが
多い、作り出された電気は、系統連係されることもあるが、街灯照明や非常用電源など
の独立電源で使用されることが多い。市民の生活ゾーンに設置する場合、風況の良い場
所を選び設置することは事実上不可を前提とし、低風速でも回り続けることが条件とな
る。また、風車が大型化は避け、ダウンサイジングし、さらに、人を傷つけず安全性を
確保が設計条件となる。前記「風力発電システムにおける転がり技術の適用に関する研
究」では異常のことを踏まえ、垂直軸風車主軸受の形状パラメータを最適化することで、
①十分な強度と②耐久性を確保しながら、③軸受のトルク抵抗を低減し、実証実験を行
って下記結論を得る。

※　フレッチングとは、軸受が回転しない状態で振動を受けたり、小さい振動を受けたときに
　　　生じる一種の摩耗現象のこと。

●　実験垂直軸風力タービン仕様

※　Tip Speed ratio(チップ速度比）とは、ブレード先端速度（例えば、１２.５m/s)を
　　風速（例えば、５.０m/s）で割った値２.５）。

●　ブレード性能計算条件

次回はこの実証実験結果をもう少し詳しく見ていこう。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

 　●　今夜の一曲

ハイドン: 弦楽四重奏曲 String Quartet No.76「五度」, in d, Op.76-2 

弦楽四重奏曲第61番ニ短調 Op.76-2は、オーストリアの作曲家、フランツ・ヨーゼフ・
ハイドンによって、1797年に作曲された弦楽四重奏曲。第１楽章冒頭の主題から「五度」
という副題で呼ばれる。また、この楽曲エルデーディ四重奏曲 作品76（全6曲）と呼ば
れ、フランツ・ヨーゼフ・ハイドンの作曲した弦楽四重奏曲のなかでも最もよく演奏さ
れる作品のひとつ。６曲中４曲に呼び名（『五度』、『皇帝』、『日の出』、『ラルゴ』）
があるが、エルデーディ伯爵の依頼で作られ、同伯爵に献呈されたため「エルデーディ
四重奏曲」と呼ばれる。この曲集は、ハイドンが1791-92年、1794-95年の2度にわたるイ
ギリス旅行から、ウィーンに帰ってから最初に書かれた主要な作品で、当時ハイドンは
６４歳、すでに作曲家として揺るぎない評価を得ていたが、まだまだ創作意欲に溢れて
おり、この作品76の６曲の弦楽四重奏曲を世に出すことになる。さらに高度な書法で書
かれた６つの四重奏曲は、直前に書かれた作品71、74の６曲の弦楽四重奏曲（第１アポ
ーニー四重奏曲、第２アポーニー四重奏曲）を上回る評価を得て、当時の作曲家たちに
多大な影響を与える。

【ルームトレーニング奮戦記：腹筋強化（腹直筋）】

殿筋背筋強化とつま先立ちによる姿勢矯正に、腹直筋強化をさらに加えたのはいいが、
腹筋強化を入れるときつくなり、１パッケージ×３ユニット／日がさらにきつくなる。
室内ウォーキングだけ１ユニットにダウン。それでも朝は大変。「継続は力なり」よ
言い聞かせ今夜も頑張る。 

　　　　　　連帯を阻むもの　／　火雷噬嗑（からいぜいこう）

　　　　※　噬嗑とは噛み合わせること。卦の形を見ると、上と下の陽爻（－）
　　　　　　はあご、陰爻（--）は歯と歯の間に物があって上下が噛みあうこ
　　　　　　とを妨げている状態である。邪魔者を噛み砕けば上下が合する。
　　　　　　また、上爻の離（り）は太陽、電光、下卦の震（しん）は活動、．
　　　　　　震動、雷鳴であり、いずれも盛んな活動力を象徴する。旺心な生
　　　　　　活力と積極性で、障害物をはねとばして返んでゆけば、大きな成
　　　　　　果成があることを示している。しかし障害物は剛陽であり、甘く
　　　　　　考えていると思わぬ抵抗に遇うことになる。中途半端な妥協や姑
　　　　　　息な手段を弄することなく、全力を傾けて真正面からぶつかって
　　　　　　行くことが肝心である。

●　ＺＷ倶楽部：核のごみの無毒化・減容化・有用化に挑戦！

理化学研究所は、原発から出る放射性廃棄物（核のごみ）に含まれる長寿命の放射性物
質を、生活に役立つ貴金属に変える実証実験に２０１８年度から着手する。理論上は可
能とされるがこれまで実用化には至らず、「現代の錬金術」とも言われるが、実現でき
れば、処分に困る「核のごみ」の減量や有効活用にもつながるという（毎日新聞 2017.
02.11）。 

記事によれば「核のごみ」は放射線量が高く、専用容器に密封して地中深く隔離する方
法が現在検討されている。核変換が実用化すれば、ごみの減量や有効利用の可能性があ
る。一方で、理論通り実現するか、低コストで実用化できるかは未知数だ。国内では、
燃料のウランが原子炉内で中性子を吸収して質量数が大きくなった「重いごみ」（マイ
ナーアクチノイド）では、高速実験炉「常陽」（茨城県大洗町）で核変換の実験をした
ことがあるが、パラジウムと同様に核分裂してできた「軽いごみ」（核分裂生成物）で
は前例がない。

しかし、目論見通り行くのか？と疑問に思うのだが、実験は、内閣府が主導する革新的
研究開発推進プログラム「ImPACT（インパクト）」の一環。まずは、核のごみに含ま

れ、放射線量が半減するのに６５０万年かかる放射性物質「パラジウム１０７」を、宝
飾品や歯科治療、車の排ガス浄化用触媒などに使われる無害な貴金属「パラジウム１０
６」に変える。理研仁科加速器研究センター（埼玉県和光市）の加速器で、「重陽子」
（陽子と中性子各１個で構成）のビームをパラジウム１０７に当て、原子核の中性子が
１個少ないパラジウム１０６に変える「核変換」の実現を目指す。勿論、成功するれば
パラジウムの核変換実験は世界初となる。実験で核変換される割合などを確認し１８年
秋にも結果をまとめるということだが、研究担当者は、まだ実験段階で、実験データー
がとれれば一歩前進とのことだが、うまく行けば「核のＺＷ」にひとつの道筋がしめさ
れる。

【ＲＥ１００倶楽部：スマート風力タービンの開発 ２２】

●　風力タービンの軸受の開発による性能アップ

前回は、「風力発電システムにおける転がり技術の適用に関する研究」（浅生利之、足
利工業大学　2015.07.25）を通し、垂直型風力タービンの回転軸受――アンギュラ玉軸
受の内輪と主軸の一体化で、部品点数が削減すると共に、大形ロックナットを不要にし、
風車の軽量化と製造コストの削減を実現―――に絞り、➀始動トルの改善（既製品比較
で６０％ダウン）、➁風車始動風速が２.９m/sから１.８m/sに改善（３８％ダウン）。
➂回転中の機械的な動力損失が低減されて発電効率が約３ポイント改善。➃軸受の基本
定格寿命５倍以上の耐久性を実証できている。この成果ポイントは、従来の軸受では、
変動するモーメント荷重が作用すると、内輪と軸の嵌め合い部でフレッチング等の破損
が生じるが、内輪と主軸が一体化することで解決できたことにある。いわば、「軸受の
剛性・弾性・共振性の改良」に絞り込んだ達成事例である。

特開2014-152729 垂直軸型流体発電装置　JP 2014-152729 A 2014.8.25


特開2014-138535 風力発電装置 2014.07.28 

●　事例研究：特開2017-031920 垂直型風力発電システム、
　　　　　　　及び垂直型風力発電システムにおける制御方法 

以上の実証実験では既存の垂直型風力発電装置での軸受の比較であり、垂直型風力発電
システム全体設計でなかった。今回は、バンテイジ・ポイント（vantage point）がえられ
る事例を調べることに。前回の事例はベアリング（軸受）からのアプローチだったのだ
が、ここで風況からのアプローチから考える、例えば、風速は、毎秒０.５メートルか
ら３０メートル、そして絶え間ない変動を伴う。さらには、作動流体の空気は、雨、雪、
氷などが含まれ、気温は氷点下から４０℃を超える、炎天下では、紫外線、嵐には、落
雷、竜巻、雹、霰、飛散物の襲来という過酷な条件を踏まえ、「特開2017-031920 垂直
型風力発電システム、及び垂直型風力発電システムにおける制御方法」で下記のように
課題を掲げる。 

と、課題を述べ、発電効率の高い垂直型風力発電システムの実現には、①垂直型ブレー
ドの空力特性の本質的な課題の解明や②回転エネルギー変換効率（Ｃｐ）を大幅に向上
させる方式の探索、③ブレードの回転エネルギーを効果的に低減する方式、④過度な回
転を抑制する垂直型風力発電システムの構築が必須となるとし、次のような解決方法を
提案する。

　本発明に係る垂直型風力発電システムは、上記した課題を解決するために、複数の
　直線翼から構成される垂直型ブレードと、垂直型ブレードまたは直線翼を保持する
　アームと、このアームと固定されアームの回転を支持するシャフトユニットと、シ
　ャフトユニットと連動し、垂直型ブレードの回転エネルギーを電気エネルギーに変
　換する発電機と、素直型ブレードと前記アームとシャフトユニットを保持するポー
　ルと、ベアリング等から構成されシャフトユニットをポールに回動固定するシャフ
　トユニット保持部と、垂直型ブレードの回転面内において、アームに対する直線翼
　の相対角度をそれぞれ独立して回動させる回動手段と、回動手段により相対角度を
　調整する回転角制御手段と、垂直型ブレードの回転中心を基準にした平面座標系に
　おける基準角度からの垂直型ブレードまたは個々の直線翼のブレード回転角度と、
　ブレード回転角度から演算した相対角度の回転角度テーブルとを有し、回転角度テ
　ーブルをもとに回転角制御手段を用い、ブレード回転角度に応じて直線翼の相対角
　度を可変とする構成を備えている。 

ここで、前術の課題の第８項目の考え方――発電効率の高い垂直型風力発電システムの
課題は、①低風速（微風）時からのブレードの起動性と、②低風速時から強風時の風況
における回転エネルギー変換効率の大幅な向上と、③強風時の過大な風のエネルギーの
条件下での発電であると、３つのステージに切り分け整頓していることに注目する。

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JP 2017-31920 A 2017.2.9 

垂直型風力発電システム１５は、垂直型ブレード１、直線翼２、アーム３、シャフトユ
ニット４、発電機５、ポール６、シャフトユニット保持部７、相対角度８、回動手段９、
回転角制御手段１０、平面座標系１１、基準角度１２、ブレード回転角度１３、回転角
度テーブル１４、垂直型風力発電システム１５、風速１６、風速検出手段１７、回転数
検出手段１８、風向検出手段１９、回転トルク２０、回転抑止トルク可変手段２１、発
電機コントローラ（回転数制御手段）、パワーコントローラ２３、結合部２４、取付け
部２７、風向２７とを備えることで、微風から強風までの広範囲の風速に対応し、回転
エネルギーへの変換効率高い垂直型風力発電システムを提供する。

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●　実施形態

垂直型ブレードの発生する揚力および抗力において、回転トルクに対して正の力のみを
検討しており、特に微風時に支配的な負の回転トルクについての検討がなされていない。
さらに、推測や概念のみの試みが多く、回転エネルギー変換効率の改善量（ΔＣp）と迎
角との関係が全く検討されていないし、示されていない。また、もっとも重要な、ブレ
ードの回転数（周速比）と迎角との関係についてはその関係について見出していないし、
検討もなされていないなどの多くの問題があり、実際の垂直型風力発電システムの回転
エネルギー変換効率の改善には効果が不明であり、効果を検証しようとしてもほとんど
発電効率の向上という効果を得ることができないという大きな課題に直面した。

そこで、この問題点に関し、垂直型ブレードの翼型、揚力や抗力と迎角とレイノルズ数
との関係を示す翼型特性、直径やソリディティーなどの構成、垂直型ブレードの回転速
度などの構成条件や、風速や風向などの環境変化に応じて回転エネルギー変換効率が最
大となる相対角度を詳細に検証し、それぞれの構成条件や環境条件で回転エネルギー変
換効率が規則的かつ大きく変化する相対角度があることを見出している。

さらに、回転エネルギー変換効率の改善において、特定の角度で大きな改善効果（ΔＣp）
を見出すとともに、特定の角度変化のパターンで効果的に回転エネルギー変換効率を改
善することを見出した。特に、周速比（ブレードの回転数）と最適な相対角度との緻密
な関係および規則性の発見に至ったことで、回転エネルギー変換効率（Ｃp）の大幅改善
を実現する制御方法を見出し本発明に至ったとして、以下に示す態様の提案を行ってい
る。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

　　●　今夜の一曲

スメタナ: 弦楽四重奏曲 String Quartet No.1「我が生涯より」, in e    

弦楽四重奏曲第1番 ホ短調「わが生涯より（チェコ語：Z mého života）」は、ベドルジ
ハ・スメタナが1876年の10月から12月にかけて作曲した弦楽四重奏曲。作曲者自身の生
涯を象徴する半自叙伝的な内容をもち、この副題が付けられている。第１楽章の開始に
おいてヴィオラが高音域で主旋律を奏でることや、終楽章において第１ヴァイオリンが
ハーモニクスでホ音の保続音（スメタナに聞こえていたという幻聴の象徴。実際にはイ
長調の主和音が聞こえていたという）を奏でることで名高い。 

聴力を失ったスメタナが、プラハからヤブケニツェへと隠遁して間もない1876年10月頃
から作曲が開始され、同年末頃に完成。しかし、第３楽章が技術的に困難であるとされ
たことや、様式的に欠陥があると指摘され、初演の引き受け手がなかなか見つからなか
った。完成から２年が経過した1879年３月26日に、スメタナの友人であるスルブ＝デブ
ルノフの家で初演され、このときヴィオラ奏者を務めたのがアントニン・ドヴォルザー
クである。公開初演はスルブ＝デブルノフ家での試演から３日後の、1879年３月29日に
フェルディナント・ラハナーやアロイス・ネルーダ、ヤン・ペリカーン、ヨゼフ・クレ
ハンの４名による演奏でプラハで行われる。初演を引き受けた４名は、スメタナが隠遁
する前に指揮者として活動していた仮劇場のオーケストラの中心メンバーで、また、こ
の曲はフランツ・リストの前でも演奏しており、彼はこの演奏に熱狂する。

●　彦根に新しいランドマーク誕生！
　　　　　平和堂新社屋屋上に太陽光パネル設置 

８日、平和堂は、滋賀県彦根市の本社社屋の建て替えが完成したと発表。１３日に移転。
研修用の宿泊施設や間仕切りがないオフィススペースを設けており、社員同士のコミュ
ニケーションの円滑化を図る。投資額は５８億円。今年３月に迎える創業６０周年を記
念するとともに、１９７２年に建設した旧社屋の老朽化に対応。新社屋は旧社屋の南西
３００メートルに建設した。鉄骨３階建て延べ１万４３００平方メートル。３階を主に
社員交流スペースとし、宿泊用の部屋１７室のほか、行事や懇親会に使えるラウンジと
和室の大広間を設けた。社史を学ぶ展示室や研修室もある。


オフィスは部門間の間仕切りをなくし、会議室の壁をガラス張りにして開放的な空間に
しつらえた。店舗指導などで出張が多い社員を対象に、自席を固定しないフリーアドレ
ス制度を導入した。同社は「新社屋では部門間の壁をなくし、業務の効率化と生産性の
向上を目指す」としている。また、新社屋に入る本部の愛称は、「HeadOffice（本部）
And Training（トレーニング）Omotenashi（おもてなし）Communiction（コミュニケーシ
ョン）の意味と、ハトのマークにちなんで「ＨＡＴＯＣ（ハトック）。平和堂広報課で
は「単なる本部ではなく、研修の場であり、お客様や店舗の要望をしっかり聞いて、情
報や意志を伝える場であるという意味を込めた」としている。創業者の歴史や理念など
を学ぶ展示室を設けている。屋上には太陽光発電の設備も設置している。