CN107074263B - 转向盘用发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种转向盘用发电装置，其当从设置于转向盘的操作部无线地操作车内设备时，能够以较高的发电效率和空间效率供给满足实际使用的电力。通过在转向盘的抓握部内设置环状的齿条和与该齿条嵌合的齿轮式发电机，并在该抓握部内壁上设置导槽部，从而能够用引导部吸收发电方向以外的冲击，并且即使在转向盘旋转时也进行稳定的电力供给。
Description
技术领域
本发明涉及一种转向盘用发电装置，其用行驶时的振动或者驾驶中的操作进行发电，并能够通过转向盘单体向各种车内设备发送操作信息。
背景技术
当前，在乘用车的转向盘中，有的装配有用于在车辆的驾驶时手不从转向盘上离开而操作空调等各种车内设备的控制器，在驾驶中不需大幅度转移视线而能够进行各种设备的操作。关于这样的转向盘，分别有：在日本专利公开2002-019550(以下记载为专利文献1)中申请、公开的在转向盘自身中装配有发电机的结构，以及，在日本专利公开2013-124514(以下记载为专利文献2)中申请、公开有的作为该系统的技术在车门把手内设置有发电机构的结构。
这两件中，专利文献1记载的结构其技术特征在于，使用通过驾驶员的操作进行工作的部位的动能进行发电，作为具体的实施方式而提示了使用带砝码马达(分銅付モータ)的转向盘用发电装置。另外，专利文献2所记载的转向盘其技术特征在于，在中空的抓握部分内壁上卷绕线圈，并利用设置于该线圈内侧的磁石移动时所产生的感应电动势进行发电，能够使用通过该发电来发送车门开关信息这样的功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2002-019550
专利文献2：日本专利公开2013-124514
发明内容
(一)要解决的技术问题
上述专利文献1和2具有上述技术特征和基于该技术特征的效果，另一方面，在上述专利文献1记载的结构中，当进行该实施时，另行设置于转向盘上的操作部件的装配空间被挤压，必须在作为气囊装配位置的转向中央部附近以外确保新的空间。另外，在专利文献2所记载的结构中，使用基于滑动操作的电磁式发电机。因此，存在即使用于大部分为低速的摆动操作的汽车转向盘中也难以获得发电所需要的感应电动势的问题。
除此之外，因为专利文献1和2所记载的发电机分别使用旋转砝码和电磁式发电机这样的小型化优先的发电机，因此无法获得在驾驶中进行的连续的信号发送所需要的电力量。
针对上述问题，本说明书记载的发明其目的在于提供一种能够以较高的发电效率和空间效率供给满足实际使用的电力的转向盘用发电装置。
(二)技术方案
为了上述目的，本发明中的第一方式记载的发明的特征在于，在抓握部分内部设置有弯曲的引导机罩，在该引导机罩内设置有齿轮式发电机。更具体地说，其技术特征在于如下机构：关于内置于转向盘的抓握部分的齿轮式发电机的装配结构，将构成为沿循转向盘的抓握部分的形状的齿轮式发电机，以该抓握部分内壁为引导件摆动自如地设置，并使设置于所述抓握部分内壁的齿条装置(rack gear)与该齿轮式发电机的输入用齿轮嵌合、旋转，从而发电。
另外，本发明中的第二方式记载的发明其技术特征在于，在从所述齿轮式发电机向转向盘的电力供给中使用柔性印刷电路板(以下记载为柔性配线)。
(三)有益效果
根据上述的技术特征，本发明中的第一方式记载的转向盘用发电装置能够提供一种能够以较高的发电效率和空间效率供给满足实际使用的电力的转向盘用发电装置。这成为本说明书记载的结构使用以抓握部分内壁为引导件的齿轮式发电机所实现的效果。
更具体地说，通过用齿轮式发电机的机罩和抓握部分的内壁形成该发电机的引导部分，从而能够以所装配的齿轮式发电机能够供给较高的发电量的状态进行配置。即，通过在转向盘上变位量最大的抓握部分设置齿轮式发电机，从而即使是微小的转向盘操作也能够由被该发电机的齿轮放大了的变位量进行稳定的电力供给。
另外，通过形成所述引导部分，能够以较高的自由度配置与齿轮式发电机嵌合的齿条(rack)。因此，能够与实际驾驶时抓握部所承受的载荷和旋转操作对应地，使该齿条与发电机所具有的输入用齿轮的嵌合动作最优化，并能够以较高的发电效率和空间效率进行电力供给。而且，在本发明中，能够使作用于齿轮式发电机的在发电中不起作用的方向的应力分散于所述内壁整体。这成为通过形成上述引导部分而能够获得的效果，即使在由增减速时的转向盘操作、紧急制动等引起冲击时，也能够确保较高的耐久性并持续进行电力供给。
另外，在本发明中使用的齿轮式发电机其结构为，发电机自身进行移动，使与齿条嵌合的发电机的输入用齿轮旋转，并使用齿轮等动力传动装置将该输入用齿轮的旋转传递给设置于该发电机内的发电用马达的输入轴并使之旋转。因此，在本发明中，通过改变齿数比等、所述动力传动装置的传动比，能够调整施加给所述输入用齿轮和动力传动装置的负载和马达的转速等。除此之外，因为是上述发电机自身进行移动的结构，因此在本发明的结构中，能够进行将构成齿轮式发电机的部件中的所有的重量作为发电时的惯性力使用，进行满足实际使用的电力供给。
除了上述效果之外，通过使用本发明中的第二方式记载的发明，能够以省空间状态且稳定地向转向盘内供给利用上述较高的发电效率而获得的电力。
如以上所述那样，通过使用本发明的结构，能够提供一种能够以较高的发电效率和空间效率供给满足实际使用的电力的转向盘用发电装置。
附图说明
图1是在本发明的最佳实施方式中使用的转向盘用发电装置的整体立体图。
图2是设置在图1所示的转向盘用发电装置内的齿轮式发电机的分解立体图。
图3是表示拆卸了齿轮式发电机的盖的状态的分解立体图。
图4是沿图1的放大图中的A-A’线的纵向剖视图。
图5是在图1中表示的齿轮式发电机的变更例。
具体实施方式
以下使用图1、图2、图3、图4以及图5来表示本发明中的最佳实施方式。此外，图中在具有相同的结构、功能的部分标注共同的附图标记。
图1中表示在本发明的最佳实施方式中使用的转向盘用发电装置的整体立体图，图2表示设置于该转向盘用发电装置的齿轮式发电机的分解立体图，图3表示拆卸了该齿轮式发电机的盖的状态的分解立体图，图4表示沿图1的放大图中的A-A’线的纵向剖视图，并且图5表示在图1中表示的齿轮式发电机的变更例。此外，关于供给来自齿轮式发电机的电力的柔性印刷电路板的延长部分、保存该电力的电容器、向车内设备发送信号的信号发送部以及它们的配线部分，省略图中的记载。
如从图1和图2所得知的那样，本实施方式记载的转向盘用发电装置1为圆形的外观形状，使抓握部分2形成为圆筒状，并使该抓握部分2的内壁与齿轮式发电机4的盖8抵接。通过使用这样的结构，在本实施方式的转向盘用发电装置1中，使在图1中用细线记载的设置于所述内壁的环状的齿条5与设置于齿轮式发电机4的机罩侧输入轴9的机罩侧小齿轮11嵌合，并且使作用于该齿轮式发电机4的在发电中不起作用的方向的应力在所述内壁整体上分散，能够防止该机罩侧小齿轮11与环状的齿条5之间的驱动方向以外的应力集中。除此之外，通过使用该环状的齿条5，从而消除与齿轮式发电机4的移动量相关的限制，即使使抓握部2进行一次旋转也不会停止而能够继续向电容器供给电力。此外，在本实施方式中，在齿轮式发电机-电容器间的连接中使用柔性印刷电路板16，从相同的技术观点出发，通过在齿轮式发电机侧设置弹簧端子等触点刷，并且在抓握部分的内壁整周设置该刷用触点，从而能够代替所述柔性印刷电路板16。此外，关于后述的环状导槽R，在本附图中，在作为使用了细线的放大图部分的图4、图5中仅记载一部分。
另外，如从图2、图3以及图4中所得知的那样，在本实施方式的转向盘用发电装置1中，通过使将发电用马达等收纳、固定于内部的抓握部2空洞化，并利用壳体底部7来固定设置于该抓握部内的发电用马达12的底面，从而构成齿轮式发电机4的机罩。另外，关于该机罩内部，使用将发电用马达12、冠状齿轮10以及所述齿轮式发电机4的机罩侧输入轴9分别配置于壳体内的发电机构，其中，该发电用马达12将马达侧小齿轮14设置于马达输入轴13，该冠状齿轮10向该小齿轮14传递动力，所述齿轮式发电机4的机罩侧输入轴9固定有该冠状齿轮10，利用设置于盖8的轴承15可旋转地支撑所述机罩侧输入轴9。安装于机罩侧输入轴9的小齿轮11在嵌入时，因为与另行固定于抓握部内壁的环状的齿条5啮合进行配置，因此能够随着齿轮式发电机4的移动而使该输入轴9旋转，并驱动发电用马达12。另外，在本实施方式中，关于冠状齿轮10，在壳体6形成缺口而进行配置。因此，能够在有限的装配空间内最大限度地确保冠状齿轮10的直径，并且当从该冠状齿轮10向马达输入轴13传递旋转力时，能够以较高的转速驱动发电用马达12。
在上述基本结构的基础上，在本实施方式中具有利用抓握部2内壁的环状导槽R支撑所述齿轮式发电机4的机罩的引导机构。更具体地说，如图3和图4所示，使用使构成齿轮式发电机的机罩的盖的引导部G与环状导槽R嵌合的结构。因此，本实施方式的转向盘用发电装置除了提高所述发电效率和减少部件件数之外，还能够通过简化的结构提高耐久性并且容易小型化。
即，在本实施方式中，利用上述的引导机构能够使齿轮式发电机所接受的发电时的移动方向以外的应力在设置于机罩的引导部G与环状导槽R的接触面上分散。由此，在本实施方式的转向盘用发电装置中，能够防止该应力集中于齿轮式发电机4的机罩侧输入轴9和齿条5，提高作为转向盘用发电装置的耐久性，并减少零部件数量，容易小型化。另外，通过使马达输入轴13与机罩侧输入轴9分开，并相互正交进行配置，从而能够保护马达输入轴13以避免在驱动时产生变形，包括壳体内的发电机构在内地一并提高耐久性。此外，在本实施方式中成为在盖8和安装了盖8的壳体6侧面进行所述应力的吸收的结构，从同样的技术观点出发，关于齿轮式发电机4的移动方向以外的机罩表面，也能够通过成为与抓握部分的内壁内接的结构，或者通过另行设置滑动引导件等来设置同样的引导机构，实现耐久性的提高。
另外，在本实施方式中，所采用的结构为，齿轮式发电机自身沿所述引导机构移动，并利用与环状的齿条5啮合的机罩侧小齿轮11使机罩侧输入轴9旋转，向固定于该输入轴9的冠状齿轮10和与该冠状齿轮10联动的马达输入轴13传递动力。因此，在本实施方式记载的结构中，能够将构成齿轮式发电机4的部件中的大部分的重量作为发电时的惯性力使用。除此之外，在本实施方式中，通过改变环状的齿条5、冠状齿轮10以及机罩、马达输入轴的齿数比，从而能够优化为应对在使用转向盘用发电装置内的发电机构的环境下产生的外力的结构，提高整体的发电效率。此外，在本实施方式中，通过在壳体底部7等、机盖的结构部件中使用高比重材料，从而在该部件中追加作为砝码的功能，并且能够获得增加所述移动时向齿轮式发电机4作用的惯性力和使该齿轮式发电机4的移动速度稳定化的效果。图中，3表示操作部，17表示引导机罩，L表示输电焊盘。
此外，从与本实施例相同的技术观点出发，如图5所示那样，通过在壳体6上另行设置缺口18，从而也能够扩大机罩侧小齿轮11的直径。图中，G表示引导部，R表示环状导槽。
如以上所述那样，通过使用本申请实施方式记载的结构，能够提供一种能够以较高的发电效率和空间效率供给满足实际使用的电力的转向盘用发电装置。
附图标记说明
1：转向盘用发电装置；2：抓握部；3：操作部；4：齿轮式发电机；5：齿条；6：壳体；7：壳体底部；8：盖；9：机罩侧输入轴；10：冠状齿轮；11：机罩侧小齿轮；12：发电用马达；13：马达输入轴；14：马达侧小齿轮；15：轴承；16：柔性印刷电路板；17：引导机罩；18：缺口；G：引导部；L：输电焊盘；R：环状导槽。
Claims (2)
1.一种转向盘用发电装置，其中，
在具有圆形的外观形状且形成为圆筒状的抓握部分内部设置有弯曲的引导机罩，并且在所述抓握部分的内壁设置有环状的齿条，在该引导机罩内设置有齿轮式发电机，所述齿轮式发电机具有与所述齿条嵌合的小齿轮，所述转向盘用发电装置具有利用所述抓握部分的内壁的环状导槽支撑所述齿轮式发电机的机罩的引导机构。
2.根据权利要求1所述的转向盘用发电装置，其特征在于，
来自所述齿轮式发电机的电力的供给是经由柔性印刷电路板进行的。
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