JP4491784B2 - Tire and wheel assembly and wheel - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池車や電気自動車等の地球環境に優しい道路走行車両の開発が進む中、空気入りタイヤ・ホイール組立体に発生する熱を電力エネルギーに変換して車両において再利用し有効活用できるようにするタイヤ・ホイール組立体及びホイールに関するものである。 As the development of road-friendly vehicles such as fuel cell vehicles and electric vehicles progresses, the present invention converts the heat generated in the pneumatic tire / wheel assembly into electric energy and reuses it in the vehicle. The present invention relates to a tire / wheel assembly and a wheel that can be made.
従来、車両のタイヤに発生する熱や振動或いはタイヤ内に発生する応力のエネルギーを電気エネルギーに変換する装置が考案されている。このような装置の一例として、特開平6−129952号公報(特許文献1)に開示されるタイヤ試験装置や、特開2004−203207号公報(特許文献2)に開示される自動車用制振ホイール、特開平9−237398号公報(特許文献3)に開示されるトランスポンダ装着タイヤが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus has been devised that converts heat, vibration, or stress energy generated in a tire of a vehicle into electrical energy. As an example of such a device, a tire testing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-129951 (Patent Document 1) and an automobile vibration damping wheel disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-203207 (Patent Document 2). A transponder-equipped tire disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-237398 (Patent Document 3) is known.
特開平6−129952号公報に開示されるタイヤ試験装置は、接地部上を被試験タイヤが転動可能に構成されたタイヤ試験装置において、接地部に被試験タイヤのトレッド面に生じる摩擦熱を熱起電力に変換する熱電対を設けたものである。この装置によれば、被試験タイヤが転動しながら接地するときにトレッド面に発生した摩擦熱が接地部に配置した熱電対に伝達されるので、トレッド部の摩擦熱の大きさに応じた熱起電力を発生させることができる。この熱起電力の分布によってトレッド部に対する摩擦エネルギーの分布状態を知ることができる。 In the tire testing apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-129952, in a tire testing apparatus configured such that the tire under test can roll on the ground contact portion, friction heat generated on the tread surface of the tire under test is generated at the ground contact portion. A thermocouple for converting to thermoelectromotive force is provided. According to this apparatus, since the frictional heat generated on the tread surface when the tire under test is grounded while rolling is transmitted to the thermocouple disposed on the grounding portion, the frictional heat corresponding to the size of the frictional heat of the tread portion is determined. A thermoelectromotive force can be generated. The distribution state of the friction energy with respect to the tread portion can be known from the distribution of the thermoelectromotive force.
特開2004−203207号公報に開示される自動車用制振ホイールは、タイヤが装着されたリムと、回転軸上に設けられたハブとの間を複数のスポークで接続し、各スポークには、スポークの振動による歪みエネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子を設けることにより、スポークの振動が制振され、ホイールに起因する騒音及びホイールを伝搬する振動を低減するようにしたものである。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-203207 discloses a vibration damping wheel for an automobile, in which a rim on which a tire is mounted and a hub provided on a rotating shaft are connected by a plurality of spokes. By providing a piezoelectric element that converts strain energy due to vibration of the spokes into electrical energy, the vibration of the spokes is suppressed, and the noise caused by the wheel and the vibration propagating through the wheel are reduced.
特開平9−237398号公報に開示されるトランスポンダ装着タイヤは、タイヤ内に圧電素子を設け、この圧電素子によって、タイヤに生じる応力或いは圧力のエネルギーを電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーによってタイヤに装着されたトランスポンダを駆動するものである。
車両走行時にはブレーキの摩擦熱や車軸の軸受け機構部における摩擦熱がホイールに伝達してタイヤ・ホイール組立体に高い熱が発生し、この熱により、タイヤを形成するゴムの劣化が生じたり、タイヤ内空気圧が上昇して空気漏れが生じたりする。 When the vehicle is running, the frictional heat of the brake and the frictional heat in the bearing mechanism of the axle are transmitted to the wheel to generate high heat in the tire / wheel assembly. This heat causes deterioration of the rubber forming the tire, The internal air pressure increases and air leakage occurs.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両走行時にホイールに発生する熱を電気エネルギーに変換し、熱を低減すると共に生成した電気エネルギーを利用できるタイヤ・ホイール組立体及びホイールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to convert heat generated in the wheel during traveling of the vehicle into electric energy, thereby reducing the heat and using the generated electric energy. It is to provide a tire / wheel assembly and a wheel.
本発明は前記目的を達成するために、ホイールと該ホイールに装着されたタイヤ本体とからなる道路走行車両用のタイヤ・ホイール組立体において、車両走行時に、低温側の温度を検知するように配置された一端部の温度と高温側の温度を検知するように配置された他端部の温度との温度差に基づいてゼーベック効果により電力を発生する熱電対を有する電力生成装置を有するとともに、前記熱電対における高温側の温度を検知する端部に設けられた蓄熱部材或いは前記熱電対における低温側の温度を検知する端部と前記ホイールとの間に設けられた断熱部材の少なくとも何れか一方を備えているタイヤ・ホイール組立体を提案する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a tire / wheel assembly for a road vehicle comprising a wheel and a tire body mounted on the wheel so as to detect the temperature on the low temperature side during vehicle travel. and has a power generating device having a thermocouple for generating electric power by the Seebeck effect based on the temperature difference between the temperature of the deployed second end portion to sense the temperature of the temperature and the high temperature side by one end portion, said At least one of a heat storage member provided at an end portion for detecting the temperature on the high temperature side of the thermocouple or a heat insulating member provided between the end portion for detecting the temperature on the low temperature side of the thermocouple and the wheel. Proposed tire and wheel assembly.
本発明のタイヤ・ホイール組立体によれば、車両走行時においてタイヤ・ホイール組立体の低温部には熱電対の一端部が配置され、高温部には熱電対の他端部が配置されているので、タイヤ・ホイール組立体に発生した高温部の熱は熱電対に吸収され、高温部と低温部の温度差に対応して熱電対に電流が発生する。従って、熱電対に吸収された熱は電気エネルギーに変換され、これによって熱電対から出力される電力を利用可能となる。 According to the tire / wheel assembly of the present invention, one end of the thermocouple is disposed in the low temperature portion of the tire / wheel assembly during traveling of the vehicle, and the other end of the thermocouple is disposed in the high temperature portion. Therefore, the heat of the high temperature part generated in the tire / wheel assembly is absorbed by the thermocouple, and a current is generated in the thermocouple corresponding to the temperature difference between the high temperature part and the low temperature part. Therefore, the heat absorbed by the thermocouple is converted into electrical energy, which makes it possible to use the power output from the thermocouple.
また、本発明は、上記の電力生成装置を備えたホイールを提案する。 Moreover, this invention proposes the wheel provided with said electric power generation apparatus.
本発明のタイヤ・ホイール組立体及びホイールによれば、タイヤ・ホイール組立体に発生した熱が電気エネルギーに変換されるため、該電気エネルギーに変換された分の熱がタイヤ・ホイール組立体から奪われるので、タイヤ・ホイール組立体の温度が低下され、タイヤ本体を構成するゴムの劣化や空気漏れを低減することができると共に生成された電気エネルギーを利用することができる。 According to the tire / wheel assembly and the wheel of the present invention, since the heat generated in the tire / wheel assembly is converted into electric energy, the heat converted into the electric energy is deprived from the tire / wheel assembly. As a result, the temperature of the tire / wheel assembly is lowered, the deterioration of the rubber constituting the tire body and air leakage can be reduced, and the generated electrical energy can be utilized.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1乃至図7は本発明に係る一参考例を示すもので、図1は参考例におけるタイヤ・ホイール組立体を示す外観図、図2は参考例におけるタイヤ・ホイール組立体の外観図の要部概略断面図、図3は参考例におけるセンサユニットの電気系回路の一構成例を示すブロック図、図4は参考例における電力生成装置の構成を示す断面図、図5及び図6は参考例における電力生成装置の取り付け例を示す図、図7は参考例における熱電対の構成を説明する図である。
1 to 7 shows one reference example of the present invention, FIG. 1 is an external view showing a tire-wheel assembly in reference example 2 is a partial external view of a tire-wheel assembly in reference example part schematic cross-sectional view, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of electric circuit of the sensor unit in the reference example, FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a power generating apparatus in reference example 5 and 6 the reference example The figure which shows the example of attachment of the electric power generation apparatus in FIG. 7, FIG. 7 is a figure explaining the structure of the thermocouple in a reference example .
図において、1はタイヤ・ホイール組立体であり、タイヤ本体2とホイール3から構成されている。また、ホイール3にはリム31に装着された熱電対を備えた電力生成装置100とセンサユニット200が設けられている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a tire / wheel assembly, which includes a
センサユニット200は、タイヤ2の空気室21内部においてリム31の所定位置に接着剤201によって固定されており、このセンサユニット200内に設けられている後述する圧力検出素子及び温度検出素子によってタイヤ空気室21内の圧力と温度を検出し、該検出結果をディジタル値に変換する。また、センサユニット200はこれらのディジタル値を含むディジタル情報を生成して送信する。このディジタル情報には、上記検出結果のディジタル値の他にセンサユニット200に固有の識別情報が含まれる。
The
センサユニット200の電気系回路の一具体例としては、図3に示す回路が挙げられる。すなわち、図3に示す一具体例では、センサユニット200は、圧力検出素子211及び温度検出素子212を有するセンサモジュール210と、制御IC230、設定用コイルアンテナ240、送信IC250、蓄電池260、送信用アンテナ270、低電圧整流回路280から構成されている。
A specific example of the electric circuit of the
圧力検出素子211はタイヤ空気室21内の空気圧を検出して、検出した空気圧に対応するアナログ電気信号を出力する。
The
温度検出素子212は、タイヤ空気室21内の温度を検出して、検出した温度に対応するアナログ電気信号を出力する。
The
制御IC230は、周知のCPU231と、メモリ回路232、アナログ/ディジタル(以下、単にA/Dと称する)変換回路233,234とを備えている。
The control IC 230 includes a known
CPU231は、メモリ回路232に格納されているプログラムに基づいて動作し、設定用コイルアンテナ240を介して外部から受信した所定周波数の電磁波(例えば125KHz)による設定信号に基づいて、識別情報及び送信情報フォーマット等の情報をメモリ回路232に記憶すると共に、圧力検出素子211と温度検出素子212のそれぞれから出力される検出結果のアナログ電気信号をA/D変換回路233,234を介してディジタル信号に変換し、検出結果をディジタル値として取り込み、これらの検出結果と識別情報とを含む信号を送信回路251を介して送信用アンテナ270から所定周波数(例えば315MHz)の電磁波によって送信する。この送信処理は所定時間おき、例えば10分おきに行われる。このように間隔をあけて送信を行うことにより蓄電池260の消耗を抑えることができる。
The
メモリ回路232は周知のRAM、ROM、EEPROM等によって構成され、EEPROMにはセンサユニット200の識別情報が予め格納されている。また、センサユニット200の各構成部には蓄電池260から電力が供給される。
The
蓄電池260には定電圧整流回路280を介して電力生成装置100が接続され、電力生成装置100によって生成された電力(電気エネルギー)により蓄電池260が充電されるようになっている。
The
定電圧整流回路280は、電力生成装置100によって発生された電力の電圧を蓄電池260に適した電圧以内の電圧にして出力すると共に、蓄電池260から電力生成装置100への電流の逆流を防止する。
The constant
電力生成装置100は、図4乃至図7に示すように、リム31の表裏面に跨って配置された熱電対110によって構成されている。
As shown in FIGS. 4 to 7, the
熱電対100は、+脚を構成する第1金属111と−脚を構成する第2金属112とを有し、第1金属111及び第2金属112の両端部は所定の面積を有する長方形の平板状をなし、第1金属111及び第2金属112の一端部は所定面積で面接触させた状態で溶接されている。尚、第1金属111と第2金属112は面全体を溶接しても良いし、面全体に亘って多数の点をスポット溶接しても良い。
The
また、熱電対100の第1金属111及び第2金属112の他端の一部111b,112bを除く全体が絶縁体113で被覆され、第1金属111及び第2金属112の一端部111a,112aの側がリム31の裏面に絶縁体113を介して面接触するように固定されている。また、第1金属111及び第2金属112の他端部111b,112bの側はリム31の表面に絶縁体113を介して面接触するように固定されている。
In addition, the whole of the
第1金属111及び第2金属112の一端部側の平板と他端部側の平板は、リム31に形成された所定径の貫通孔32A,32Bを通る第1金属111の中間部111c及び第2金属112の中間部112cによって接続され、貫通孔32A,32Bには貫通孔32A,32Bを介しての空気漏れがないように密封部材33が嵌入されている。尚、第1金属111及び第2金属112の中間部111c,112cとして、第1金属111及び第2金属112に代えて電気抵抗値の低い他の導電体金属を用いても良い。
The flat plate on the one end side and the flat plate on the other end side of the
また、第1金属111及び第2金属112の他端部111b,112bのそれぞれには電気抵抗値の低い絶縁被覆導線115が接続され、他端部111b,112bと絶縁被覆導線115との接続点は絶縁体114によって絶縁処理されている。また、これら2本の絶縁被覆導線115はセンサユニット200の定電圧整流回路280の入力側に接続されている。 上記構成により、図7に示すように、リム31の裏面側に固定された熱電対110の一端部121は車両走行中に外気によって冷却されるため低温部となり、リム31の表面側すなわちタイヤ空気室内側に固定された熱電対110の他端部122はリム31の熱によって高温部となり、熱電対110には起電力が生じ、第1金属111の他端部111bと第2金属112の他端部112bとの間に電圧V1が生じ、第1金属111及び第2金属112の他端部111b,112bのそれぞれを定電圧整流回路280を介して蓄電池260を接続したときに電流が流れて蓄電池260が充電される。
Further, the
車両走行時にはブレーキの摩擦熱や車軸の軸受け機構部における摩擦熱がホイール3に伝達してタイヤ・ホイール組立体1に高い熱が発生するため、熱電対110の両端の温度差は大きくなるので、熱電対110から電力を得ることができる。
When the vehicle is running, the frictional heat of the brake and the frictional heat in the bearing mechanism part of the axle are transmitted to the
また、熱電対110の第1金属111及び第2金属112の中間部111c,112c及び他端部111b,112bを除いて長方形の平板状に形成しているので、第1金属111及び第2金属112のそれぞれにおける電気抵抗を低減することができるため、熱電対110に生ずる電流量を増すことができる。
Further, since the
さらに、熱電対110の低温部と高温部の第1金属111及び第2金属112を平板状に形成しているので、熱電対110の低温部における放熱効果と高温部における吸熱効果を高めることができ、低温部と高温部の温度差を容易に得ることができる。
Further, since the
また、タイヤ・ホイール組立体1に発生した熱が熱電対110によって電力(電気エネルギー)に変換されるため、電気エネルギーに変換された分の熱がタイヤ・ホイール組立体1から奪われるので、タイヤ・ホイール組立体1の温度が低下され、タイヤ本体2を構成するゴムの劣化や空気漏れを低減することができる。
第1金属111及び第2金属112のそれぞれを構成する+脚金属と−脚金属としては、図8に示すように、JISに規定される金属を用いることができるので、車両の使用環境に応じて適宜選択することが可能である。
Further, since the heat generated in the tire / wheel assembly 1 is converted into electric power (electric energy) by the
As the + leg metal and the-leg metal constituting each of the
尚、上記実施形態では、リム31の表面すなわちタイヤ空気室内側に位置する熱電対110の他端部から電力を取り出すようにしたが、リム31の裏面すなわちタイヤ空気室外に位置する熱電対110の一端部から電力を取り出すようにしても良い。
In the above embodiment, the electric power is taken out from the surface of the
次に、本発明の第1実施形態を説明する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described.
図9は第2実施形態における電力生成装置100Aの構成を示す断面図である。図において、前述した参考例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第2実施形態では、前述した参考例の構成に加えて蓄熱部材131と断熱部材132を設けた。蓄熱部材131はリム31の表面と熱電対110との間に配置され、断熱部材132はリム31の裏面と熱電対110との間に配置されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the
上記構成により、蓄熱部材131によって熱電対110の高温部の温度をさらに高めることができると共に、断熱部材132によって熱電対110の低温部へのリム31の発熱の影響を低減して低温部の温度をさらに低下させることができ、低温部と高温部の温度差を大きくして得られる電力を増大させることができる。
With the above configuration, the temperature of the high temperature portion of the
尚、蓄熱部材131或いは断熱部材132の何れか一方を設けた構成としても良い。
Note that either the
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図10及び図11は第2実施形態を示す図であり、図10は第2実施形態におけるホイール3を示す外観図、図11は第2実施形態における電力生成装置を示す断面図である。図において、前述した第1及び第2実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。
FIG.10 and FIG.11 is a figure which shows 2nd Embodiment , FIG. 10 is an external view which shows the
電力生成装置100Bは、図に示すように、リム31の表面に配置された熱電対110B及び蓄熱部材131と断熱部材132によって構成されている。
As shown in the figure, the
本実施形態では図に示すように熱電対110Bは全体が長方形の平板状になるように形成され、リム31の表面(タイヤ空気室内側)に面対向するように設けられている。
In the present embodiment, as shown in the drawing, the
熱電対110Bは、+脚を構成する第1金属111と−脚を構成する第2金属112とを有し、第1金属111及び第2金属112は所定の面積を有する長方形の平板状をなし、第1金属111及び第2金属112の一端部は所定面積で面接触させた状態で溶接されている。尚、第1金属111と第2金属112は面全体を溶接しても良いし、面全体に亘って多数の点をスポット溶接しても良い。
The
また、熱電対110Bの第1金属111及び第2金属112の他端の一部111b,112bを除く全体が絶縁体113で被覆され、第1金属111及び第2金属112の他端部にはこれらの間に絶縁体113が介在され互いに面対向した状態で電気的に絶縁されている。
In addition, the whole of the
上記構成の熱電対110Bはリム31の表面(タイヤ空気室内側の面)に面対向するように配置され、熱電対110Bの一端部とリム31の表面との間に長方形をなす平板状の蓄熱部材131が介在され、熱電対110Bの他端部とリム31の表面との間に長方形をなす平板状の断熱部材132が介在され、この状態で熱電対110Bと蓄熱部材131及び断熱部材132がリム31に固定されている。
The
また、第1金属111及び第2金属112の他端部111b,112bのそれぞれには電気抵抗値の低い絶縁被覆導線115が接続され、他端部111b,112bと絶縁被覆導線115との接続点は絶縁体114によって絶縁処理されている。また、これら2本の絶縁被覆導線115はセンサユニット200の定電圧整流回路280の入力側に接続されている。
Further, the
上記構成よりなる電力生成装置100Bによれば、蓄熱部材131を介してリム31の表面に固定された熱電対110Bの一端部が高温部となり、断熱部材132を介してリム31の表面に固定された熱電対110Bの他端部が低温部となる。
According to the
熱電対110Bの一端部は、車両走行中にリム31に発生する熱が蓄熱部材131に吸収されて高温となる。また、熱電対110Bの他端部には断熱部材132によってリム31の熱が伝達されないのでタイヤ空気室内の温度となり一端部に比べて低温となる。
At one end of the
これにより、熱電対110Bには起電力が生じ、第1金属111の他端部111bと第2金属112の他端部112bとの間に電圧V1が生じ、第1金属111及び第2金属112の他端部111b,112bのそれぞれを定電圧整流回路280を介して蓄電池260を接続したときに電流が流れて蓄電池260が充電される。
As a result, an electromotive force is generated in the
また、熱電対110Bの第1金属111及び第2金属112は長方形の平板状に形成されているので、第1金属111及び第2金属112のそれぞれにおける電気抵抗を低減することができるため、熱電対110Bに生ずる電流量を増すことができる。
In addition, since the
さらに、熱電対110Bの低温部121と高温部122の第1金属111及び第2金属112を平板状に形成しているので、熱電対110Bの低温部121における放熱効果と高温部122における吸熱効果を高めることができ、低温部121と高温部122の温度差を容易に得ることができる。
Further, since the
第1金属111及び第2金属112のそれぞれを構成する+脚金属と−脚金属としては、図8に示したように、JISに規定される金属を用いることができるので、車両の使用環境に応じて適宜選択することが可能である。
As shown in FIG. 8, JIS stipulated metals can be used as the + leg metal and the-leg metal constituting each of the
尚、上記実施形態では、熱電対110Bの他端部(低温部121)から電力を取り出すようにしたが、断熱部材132と蓄熱部材131とを入れ替えて、熱電対110Bの一端部を低温部とし他端部を高温部として高温部から電力を取り出すようにしても良いし、低温部121と高温部122の中間から電力を取り出すようにしても良い。
In the above embodiment, the electric power is taken out from the other end portion (low temperature portion 121) of the
また、図12に示すように、蓄熱部材131を取り除いて、熱電対110Bの一端部(高温部122)をリム31に直接面接触させて固定した電力生成装置100Cを構成してもよい。
Further, as shown in FIG. 12, a power generation device 100C may be configured in which the
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図12は第3実施形態における電力生成装置のホイールへの装着例を示す図である。図において、前述した第1乃至第2実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of mounting the power generation device on the wheel according to the third embodiment . In the figure, the same components as those in the first and second embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
電力生成装置100Dは、図に示すように、リム31の裏面(タイヤ空気室外の面)に配置された熱電対110B及び断熱部材132によって構成されている。
As shown in the figure, the
本実施形態では図に示すように熱電対110Bは全体が長方形の平板状になるように形成され、リム31の表面(タイヤ空気室内側)に面対向するように設けられている。
In the present embodiment, as shown in the drawing, the
熱電対110Bは、図11に示すように、+脚を構成する第1金属111と−脚を構成する第2金属112とを有し、第1金属111及び第2金属112は所定の面積を有する長方形の平板状をなし、第1金属111及び第2金属112の一端部は所定面積で面接触させた状態で溶接されている。尚、第1金属111と第2金属112は面全体を溶接しても良いし、面全体に亘って多数の点をスポット溶接しても良い。
As shown in FIG. 11, the
また、熱電対110Bの第1金属111及び第2金属112の他端の一部111b,112bを除く全体が絶縁体113で被覆され、第1金属111及び第2金属112の他端部にはこれらの間に絶縁体113が介在され互いに面対向した状態で電気的に絶縁されている。
In addition, the whole of the
上記構成の熱電対110Bはリム31の裏面(タイヤ空気室外の面)に面対向するように配置され、熱電対110Bの一端部はリム31の表面に面対向するように接触されて固定され、熱電対110Bの他端部とリム31の表面との間に長方形をなす平板状の断熱部材122が介在され、この状態で熱電対110Bと断熱部材132がリム31に固定されている。
The
また、第1金属111及び第2金属112の他端部111b,112bのそれぞれには電気抵抗値の低い絶縁被覆導線115が接続され、他端部111b,112bと絶縁被覆導線115との接続点は絶縁体114によって絶縁処理されている。また、これら2本の絶縁被覆導線115はステムバルブ或いはリム31に設けた貫通孔(図示せず)等を介してタイヤ空気室内へと配線され、タイヤ空気室内に配置されているセンサユニット200の定電圧整流回路280の入力側に接続されている。
Further, the
上記構成よりなる電力生成装置100Dによれば、リム31の表面に固定された熱電対110Bの一端部が高温部となり、断熱部材132を介してリム31の表面に固定された熱電対110Bの他端部が低温部となる。
According to the
熱電対110Bの一端部は、車両走行中にリム31に発生する熱が伝達されて高温となる。また、熱電対110Bの他端部には断熱部材132によってリム31の熱が伝達されないのでタイヤ空気室内の温度となり一端部に比べて低温となる。
One end portion of the
これにより、熱電対110Bには起電力が生じ、第1金属111の他端部111bと第2金属112の他端部112bとの間に電圧V1が生じ、第1金属111及び第2金属112の他端部111b,112bのそれぞれを定電圧整流回路280を介して蓄電池260を接続したときに電流が流れて蓄電池260が充電される。
As a result, an electromotive force is generated in the
また、熱電対110Bの第1金属111及び第2金属112は長方形の平板状に形成されているので、第1金属111及び第2金属112のそれぞれにおける電気抵抗を低減することができるため、熱電対110Bに生ずる電流量を増すことができる。
In addition, since the
さらに、熱電対110Bの低温部121と高温部122の第1金属111及び第2金属112を平板状に形成しているので、熱電対110Bの低温部121における放熱効果と高温部122における吸熱効果を高めることができ、低温部121と高温部122の温度差を容易に得ることができる。
Further, since the
第1金属111及び第2金属112のそれぞれを構成する+脚金属と−脚金属としては、図8に示したように、JISに規定される金属を用いることができるので、車両の使用環境に応じて適宜選択することが可能である。
As shown in FIG. 8, JIS stipulated metals can be used as the + leg metal and the-leg metal constituting each of the
尚、上記実施形態では、熱電対110Bの他端部(低温部121)から電力を取り出すようにしたが、断熱部材132の位置を変えて、熱電対110Bの一端部を低温部とし他端部を高温部として高温部から電力を取り出すようにしても良いし、低温部121と高温部122の中間から電力を取り出すようにしても良い。
In the above embodiment, the electric power is taken out from the other end portion (low temperature portion 121) of the
また、熱電対110Bの一端部(高温部122)とリム31との間に蓄熱部材131を介在させて固定した電力生成装置を構成してもよい。
In addition, a power generation device in which a
以上説明したように、上記実施形態によれば、タイヤ・ホイール組立体1のホイール3に発生した熱が電力生成装置100〜100Dによって電気エネルギーに変換されるため、電気エネルギーに変換された分の熱がタイヤ・ホイール組立体1から奪われるので、タイヤ・ホイール組立体1の温度が低下され、タイヤ本体2を構成するゴムの劣化や空気漏れを低減することができると共に生成された電気エネルギーを利用することができる。
As described above, according to the above embodiment, the heat generated in the
尚、上記各実施形態の構成は本発明の一具体例であって、本発明が上記の実施形態のみに限定されることはない。例えば、上記各実施形態では、電力生成装置100〜100Dによって生成された電力をセンサユニット200の蓄電池260を充電するために使用したが、これに限定されることはなく他の電子機器等に使用してもよいことは言うまでもない。また、電力生成装置100〜100Dによって生成された電力をスリップリング等を介して車両本体に設置された電子機器に供給するようにしてもよい。
The configuration of each of the above embodiments is a specific example of the present invention, and the present invention is not limited to only the above embodiment. For example, in each of the above embodiments, the power generated by the
また、上記各実施形態ではリム31の一部の領域に電力生成装置100〜100Dを設けたが、その熱電対110〜110Bの面積はリム31の発熱量や生成電力量に応じて適宜設定することが好ましい。
Further, in each of the above embodiments, the
1…タイヤ・ホイール組立体、2…タイヤ本体、3…ホイール、31…リム、32A,32B…貫通孔、33…密封部材、100,100A,100B,100C…電力生成装置、110,110A,110B…熱電対、111…第1金属(+脚金属)、112…第2金属(−脚金属)、113,114…絶縁体、115…絶縁被覆導線、131…蓄熱部材、132…断熱部材、200…センサユニット、210…センサモジュール、211…圧力検出素子、212…温度検出素子、230…制御IC、231…CPU、232…メモリ回路、233,234…A/D変換回路、240…設定用コイルアンテナ、250…送信IC、260…蓄電池、270…送信用アンテナ、280…低電圧整流回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tire and wheel assembly, 2 ... Tire main body, 3 ... Wheel, 31 ... Rim, 32A, 32B ... Through-hole, 33 ... Sealing member, 100, 100A, 100B, 100C ... Electric power generation apparatus, 110, 110A, 110B ...
Claims (7)
車両走行時に、低温側の温度を検知するように配置された一端部の温度と高温側の温度を検知するように配置された他端部の温度との温度差に基づいてゼーベック効果により電力を発生する熱電対を有する電力生成装置を有するとともに、
前記熱電対における高温側の温度を検知する端部に設けられた蓄熱部材或いは前記熱電対における低温側の温度を検知する端部と前記ホイールとの間に設けられた断熱部材の少なくとも何れか一方を備えている
ことを特徴とするタイヤ・ホイール組立体。 In a tire / wheel assembly for a road vehicle comprising a wheel and a tire body mounted on the wheel,
When the vehicle is running, power is generated by the Seebeck effect based on the temperature difference between the temperature of one end arranged to detect the temperature on the low temperature side and the temperature of the other end arranged to detect the temperature on the high temperature side. Having a power generator with a thermocouple to generate ,
At least one of a heat storage member provided at an end portion for detecting a temperature on a high temperature side in the thermocouple or a heat insulating member provided between an end portion for detecting a temperature on a low temperature side in the thermocouple and the wheel. A tire / wheel assembly characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ・ホイール組立体。 The power generation device detects an outside air temperature of the tire / wheel assembly by an end portion that detects a temperature on a low temperature side, and detects a temperature of the wheel by an end portion that detects a temperature on a high temperature side. The tire / wheel assembly according to claim 1, further comprising a thermocouple that generates electric power due to the difference.
ことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ・ホイール組立体。 The power generation device detects the temperature of the wheel by an end that detects the temperature on the high temperature side, detects the internal temperature of the tire air chamber by the end that detects the temperature on the low temperature side, The tire / wheel assembly according to claim 1, further comprising a thermocouple that generates
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のタイヤ・ホイール組立体。 According to claim 2 or claim 3, characterized in that both ends to detect the temperature and the end of the hot side for detecting the temperature of the cold side of the thermocouple is formed in the shape of a flat plate Tire and wheel assembly.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載のタイヤ・ホイール組立体。 The tire / wheel assembly according to any one of claims 1 to 4 , further comprising power storage means for storing electric power generated from the power generation device.
ことを特徴とする請求項5に記載のタイヤ・ホイール組立体。 The tire / wheel assembly according to claim 5 , further comprising a sensor unit having a sensor that operates by receiving power supply from the power storage unit and detects a predetermined physical quantity generated in the tire.
前記請求項1乃至請求項4に記載の電力生成装置を備えている
ことを特徴とするホイール。 The wheel constituting a tire / wheel assembly for a road vehicle comprising a wheel and a tire body mounted on the wheel,
A wheel comprising the power generation device according to claim 1 .
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