JP2001151048A - On-vehicle power generating device - Google Patents

On-vehicle power generating device

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JP2001151048A
JP2001151048A JP33294799A JP33294799A JP2001151048A JP 2001151048 A JP2001151048 A JP 2001151048A JP 33294799 A JP33294799 A JP 33294799A JP 33294799 A JP33294799 A JP 33294799A JP 2001151048 A JP2001151048 A JP 2001151048A
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JP
Japan
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vehicle
rotating
power generation
vehicle power
power
Prior art date
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Application number
JP33294799A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Endo
和彦 遠藤
Ichiro Yoshida
一郎 吉田
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce size and cost of an on-vehicle apparatus or the like by generating power using vibrations or the like of a vehicle. SOLUTION: When the vehicle 30 vibrates, rotary weights 14a and 14b are swingingly displaced and this motion is transmitted by driving gears 16a and 16b, first relay gears 17a and 17b, and second relay gears 18a and 18b for rotating magnetic rotors 20a and 20b. The magnetic rotors 20a and 20b rotate at high speed of a rotational frequency extremely higher than a speed of the swinging displacement of the rotary weights 14a and 14b. Electromotive force is generated in coils 21a and 21b by the high speed rotation of the magnetic rotors 20a and 20b for generating an electric current. The electric current generated in the coils 21a and 21b is rectified at a rectifying circuit 24 and stored in a charging part 26. The stored electric power is fed to a load (an electrical apparatus, for example, an on-vehicle apparatus for ETC) connected to the charging part 26.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、搭載された車両の
振動によって発電を行う車載用発電装置の技術分野に属
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of an on-vehicle power generator for generating electric power by vibration of a mounted vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノンストップ自動料金収受システム(E
TC:Electronic Toll Collection system )の研究、
開発が進められており、有料道路のゲートでの実用化実
験も行われている。このETCによる料金支払いを行う
には車両にETC用の車載器を搭載する必要がある。現
在、この車載器の電源としては、主にカーバッテリと電
池(車載器専用)の2種類が考えられている。
2. Description of the Related Art Nonstop automatic toll collection system (E)
TC: Research of Electronic Toll Collection system)
Development is underway and experiments are being carried out on toll road gates. In order to pay the ETC fee, it is necessary to mount a vehicle-mounted ETC device on the vehicle. At present, two types of power sources for the on-vehicle device, a car battery and a battery (for exclusive use on the on-vehicle device), are considered.

【0003】このうち電池を採用する場合、電池寿命や
電池をどこに収納するか(電池が大きければ、その分車
載器のサイズも大きくなる。)という問題がある。ま
た、電池容量が大きくなれば、その分車載器のコストア
ップにもつながるというコスト面の問題もある。こうし
た問題はETC用の車載器に限るものではなく、車両に
搭載される電気機器には共通の問題であった。
When a battery is used, there are problems such as battery life and where to store the battery (the larger the battery, the larger the size of the vehicle-mounted device.). In addition, there is also a problem in terms of cost that an increase in the battery capacity leads to an increase in the cost of the vehicle-mounted device. Such a problem is not limited to the on-board device for ETC, but is a problem common to electric devices mounted on vehicles.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】最近の自動車業界で
は、環境対策やエネルギーの有効利用等が盛んに叫ばれ
ており、例えばガソリンに代わるエネルギー源として電
気や燃料電池等の利用が注目を集めている。しかし、こ
の他にも、車の運行に伴って必ず発生する振動や揺れ、
排気ガス等の活用できるエネルギー源がまだ残っていな
がら、依然有効活用されていない状況にある。
In the recent automobile industry, environmental measures and effective use of energy have been actively called for. For example, the use of electricity or fuel cells as an energy source instead of gasoline has attracted attention. I have. However, in addition to this, vibration and shaking that always occur with the operation of the car,
Although energy sources such as exhaust gas that can be used still remain, they are still not being used effectively.

【0005】本発明は、車載器等の電気機器の小型化と
コストダウンを図る上で、まず電池に代わるエネルギー
源を求めることを考え、前述の有効活用されていないエ
ネルギー源で、かつ車を運行すれば必ず発生する振動や
揺れに着目し、そこから得られる運動エネルギーを電気
エネルギーに変換することに想到してなされたものであ
る。本発明は、車両の振動等を利用して発電した電力を
車両に搭載される電気機器に供給することにより、電池
を不要として車載器等の電気機器の小型化とコストダウ
ンを可能にするものである。
According to the present invention, in order to reduce the size and cost of electric equipment such as an on-vehicle device, first, an energy source instead of a battery is considered. The focus was on the vibration and shaking that would always occur when the vehicle was operated, and the idea was to convert the kinetic energy obtained therefrom into electrical energy. The present invention provides an electric device mounted on a vehicle with electric power generated by using vibrations of the vehicle and the like, thereby making it possible to reduce the size and cost of electric devices such as an on-vehicle device without using a battery. It is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記課
題を解決するための請求項1記載の車載用発電装置は、
車両の振動に起因して揺動ないし回転する回動体と、該
回動体の運動を電気エネルギーに変換する発電手段とを
備えるので、車を運行すれば必ず発生する振動をエネル
ギー源として発電できる。この車載用発電装置を車両に
搭載される電気機器例えばETC用の車載器の電源とし
て用いれば、電源として電池を採用する場合派生する問
題(電池寿命、電池の収納、コスト面の問題)をことご
とく回避できる。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicle-mounted power generator.
Since the rotating body that swings or rotates due to the vibration of the vehicle and the power generating means that converts the motion of the rotating body into electric energy are provided, the generated vibration can be generated as an energy source when the vehicle is operated. If this on-vehicle power generator is used as a power source for an electric device mounted on a vehicle, for example, an on-vehicle device for ETC, all the problems (battery life, battery storage, cost problems) that arise when a battery is adopted as the power source are all encountered. Can be avoided.

【0007】発電手段の構成は特に限定されないが、請
求項2記載のように、前記発電手段は、永久磁石体と、
該永久磁石体に隣接配置されたコイルとを含み、前記永
久磁石体又は前記コイルは前記回動体によって回転駆動
される構成とすると、特別な技術を採用する必要がな
い。なお、永久磁石体は、例えば一対のN極とS極だけ
を備えるものでもよいし、複数対のN極とS極を備える
構造としてもよい。
[0007] The configuration of the power generation means is not particularly limited, but as described in claim 2, the power generation means includes a permanent magnet body,
A coil disposed adjacent to the permanent magnet body, wherein the permanent magnet body or the coil is configured to be rotationally driven by the rotating body, so that it is not necessary to employ a special technique. The permanent magnet body may have, for example, only a pair of N poles and S poles, or may have a structure having a plurality of pairs of N poles and S poles.

【0008】また、永久磁石とコイルによる発電の場
合、両者の相対位置の変化速度例えば回転速度が大きい
ほど起電力が大きくなるので、請求項3記載のように、
前記回動体の揺動ないし回転の速度を増大させて前記永
久磁石体又は前記コイルに伝達する増速手段を備えると
よい。これにより、たとえ回動体の運動がゆっくりで
も、これによって例えば回転駆動される永久磁石体の回
転速度を高速にできるから、大きな起電力を得ることが
できる。
In the case of power generation using a permanent magnet and a coil, the electromotive force increases as the speed of change in the relative position between the two, for example, the rotation speed, increases.
It is preferable to provide a speed increasing means for increasing the swinging or rotating speed of the rotating body and transmitting the same to the permanent magnet body or the coil. Thus, even if the rotating body moves slowly, for example, the rotating speed of the permanent magnet body that is driven to rotate can be increased, so that a large electromotive force can be obtained.

【0009】また、請求項4記載の車載用発電装置は、
請求項1記載の車載用発電装置において、発電手段を、
前記回動体の揺動ないし回転により変形力が及ぼされる
バイモルフとした。バイモルフは、回動体の運動により
変形されて圧電効果を起こすので、それによって電力を
得ることができる。実施に当たっては例えば回転体の軸
をバイモルフとすればよい。また、請求項2または3記
載の車載用発電装置において、回転体の軸をバイモルフ
とすることも可能であり、それによって発電効率を向上
できる。
[0009] The vehicle-mounted power generator according to claim 4 is characterized in that:
The on-vehicle power generation device according to claim 1, wherein the power generation means includes:
A bimorph in which a deformation force is exerted by the swinging or rotating of the rotating body. The bimorph is deformed by the movement of the rotating body and causes a piezoelectric effect, so that electric power can be obtained. In implementation, for example, the axis of the rotating body may be a bimorph. Further, in the vehicle-mounted power generator according to the second or third aspect, the shaft of the rotating body can be a bimorph, thereby improving power generation efficiency.

【0010】ところで、車両の振動は道路状態などによ
って変化するので、車載用発電装置の発電量が不安定と
なる。そこで、請求項5記載のように、前記発電手段に
より生成された電気を蓄積する充電手段を備えれば、発
電量が変化しても安定した電力を供給できる。また、充
電手段を備えることにより、車載用発電装置による電力
を垂れ流し的に供給する場合に比べて効率が向上する。
なお、充電手段は例えばコンデンサによって実現でき
る。
[0010] By the way, since the vibration of the vehicle changes depending on the road conditions, the amount of power generated by the vehicle-mounted power generator becomes unstable. Therefore, if a charging means for storing the electricity generated by the power generating means is provided, stable power can be supplied even if the amount of generated power changes. Further, by providing the charging means, the efficiency is improved as compared with the case where the electric power generated by the on-vehicle power generation device is supplied in a down-flow manner.
The charging means can be realized by, for example, a capacitor.

【0011】また、車両の振動には地面に対して縦方向
となるもの(上下の振動)と横方向(前後方向と左右方
向)とがある。そのため、請求項6記載のように、揺動
ないし回転の芯を車両の左右方向に沿わせた前記回動体
と、揺動ないし回転の芯を車両の上下方向に沿わせた前
記回動体とを備えれば、芯を車両の左右方向に沿わせた
回動体により前後方向及び上下方向の振動を捉え、芯を
車両の上下方向に沿わせた回動体により前後方向及び左
右方向の振動を捉えて、それら各方向の振動を効率よく
利用することができる。なお、発電手段は、複数の回動
体のそれぞれに対応させて備えてもよいし、例えば2つ
の回動体で1つの発電手段を共用するような構成として
もよい。なお、最近ではエンジンの改良や制振装置の進
歩により縦方向の振動は大幅に抑制されているが、まっ
たく振動しないわけではないから発電に利用できる。
Further, there are two types of vibrations of the vehicle: a vertical direction with respect to the ground (vertical vibration) and a horizontal direction (front-back direction and left-right direction). Therefore, as described in claim 6, the rotating body having a swinging or rotating center along the left-right direction of the vehicle and the rotating body having a swinging or rotating center along the vertical direction of the vehicle. If it is provided, the vibration in the front-rear direction and the up-down direction is captured by the rotating body having the lead along the left-right direction of the vehicle, and the vibration in the front-rear direction and the left-right direction is captured by the rotating body having the lead along the vertical direction of the vehicle. Thus, the vibration in each direction can be used efficiently. The power generating means may be provided corresponding to each of the plurality of rotating bodies, or may be configured such that two rotating bodies share one power generating means. In recent years, vibrations in the vertical direction have been greatly suppressed due to improvements in engines and advances in vibration damping devices. However, vibrations in the vertical direction are not completely non-vibrating and can be used for power generation.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例により発明
の実施の形態を説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to an embodiment of the present invention.

【0013】[0013]

【実施例】図1に示すように、本実施例の車載用発電装
置10は、2組の発電機構12a、12bを備えてい
る。発電機構12aは回動体に該当する回転錘14aを
備えている。回転錘14aは半円状で、その円弧の中心
に該当する位置には軸15aが連結され、その軸15a
には駆動ギヤ16aが連結されている。軸15aは、図
示省略する軸受によって回転自在に支持されており、回
転錘14a、軸15a及び駆動ギヤ16aは一体的に共
回りする。
As shown in FIG. 1, an on-vehicle power generating device 10 of this embodiment includes two sets of power generating mechanisms 12a and 12b. The power generation mechanism 12a includes a rotary weight 14a corresponding to a rotating body. The rotary weight 14a has a semicircular shape, and a shaft 15a is connected to a position corresponding to the center of the circular arc.
Is connected to a drive gear 16a. The shaft 15a is rotatably supported by a bearing (not shown), and the rotary weight 14a, the shaft 15a, and the drive gear 16a integrally rotate together.

【0014】そして、駆動ギヤ16aには、これよりも
歯数が少ない第1中継ギヤ17aが歯合し、第1中継ギ
ヤ17aにはこれよりも歯数が少ない第2中継ギヤ18
aが歯合している。図示する中継ギヤは2個だけである
が、順次歯数が少なくなる配列で多数の中継ギヤが配さ
れており、最後の中継ギヤ(図では第2中継ギヤ18
a)により磁気ロータ20aが回転させられる構成であ
る。つまり、駆動ギヤ16a、第1中継ギヤ17a、第
2中継ギヤ18a・・・により増速手段が構成されてい
る。
A first relay gear 17a having a smaller number of teeth meshes with the drive gear 16a, and a second relay gear 18 having a smaller number of teeth is meshed with the first relay gear 17a.
a meshes. Although only two relay gears are shown, a large number of relay gears are arranged in an array in which the number of teeth is sequentially reduced, and the last relay gear (the second relay gear 18 in the figure) is arranged.
The configuration is such that the magnetic rotor 20a is rotated by a). That is, the drive gear 16a, the first relay gear 17a, the second relay gears 18a,... Constitute speed increasing means.

【0015】この磁気ロータ20aは、その外周部に複
数のN極とS極が交互に配された多極構造の永久磁石体
である。磁気ロータ20aに隣接してコイル21aが配
されており、磁気ロータ20aの回転によりコイル21
aに電圧(起電力)を発生させる。
The magnetic rotor 20a is a permanent magnet having a multi-pole structure in which a plurality of N poles and S poles are alternately arranged on the outer periphery. A coil 21a is arranged adjacent to the magnetic rotor 20a, and the coil 21a is rotated by rotation of the magnetic rotor 20a.
A voltage (electromotive force) is generated at a.

【0016】発電機構12bの構成は発電機構12aと
同じであるので、発電機構12bの各部ついては発電機
構12aと同じ番号で添え字をbとして説明を省略す
る。両発電機構12a、12bのコイル21a、21b
は並列で整流回路24に接続されている。そして、整流
回路24には充電部(本実施例ではコンデンサを用いて
いる)26が接続され、充電部26から図示しない電気
機器例えばETC用の車載器に電力が供給される構成で
ある。
Since the configuration of the power generation mechanism 12b is the same as that of the power generation mechanism 12a, the respective parts of the power generation mechanism 12b are denoted by the same reference numerals as those of the power generation mechanism 12a, and the suffix is b. Coils 21a, 21b of both power generating mechanisms 12a, 12b
Are connected to the rectifier circuit 24 in parallel. A charging unit (in this embodiment, a capacitor is used) 26 is connected to the rectifier circuit 24, and power is supplied from the charging unit 26 to an electric device (not shown), for example, a vehicle-mounted device for ETC.

【0017】この車載用発電装置10は、図2に示すよ
うに、例えば発電機構12aの軸15aを車両30の左
右方向(地面に水平となる方向)に沿わせ、発電機構1
2bの軸15bを車両30の上下方向(地面に垂直とな
る方向)に沿わせて、車両30に搭載される。つまり、
軸15aと軸15bは90度のねじれの関係に配置され
ている。
As shown in FIG. 2, the on-vehicle power generating device 10 has, for example, a shaft 15a of a power generating mechanism 12a along the left-right direction of the vehicle 30 (a direction horizontal to the ground).
The vehicle 2 is mounted on the vehicle 30 with the shaft 15b of the 2b extending along the vertical direction of the vehicle 30 (direction perpendicular to the ground). That is,
The shaft 15a and the shaft 15b are arranged in a 90-degree twist relationship.

【0018】車両30のエンジン(図示は省略)が始動
され、その動力が車両30の各部に伝わると、車独特の
振動や揺れ(以下、まとめて振動という。)が発生す
る。また、車両30の走行に伴い、例えば加速、減速、
旋回等に伴って振動が発生し、道路状態によっても振動
が発生する。現実にはそうしたさまざまな振動が合成さ
れた複雑な振動が車載用発電装置10に及ぼされるので
あるが、代表的ないくつかの例により、車載用発電装置
10の動作を説明する。 (1)加速時 車両30が、例えば発進時などに加速する際の振動によ
る回転錘14a、14bの動作について説明する。
When an engine (not shown) of the vehicle 30 is started and its power is transmitted to each part of the vehicle 30, vibrations and shakings unique to the vehicle (hereinafter collectively referred to as vibrations) are generated. Further, as the vehicle 30 travels, for example, acceleration, deceleration,
Vibration is generated by turning and the like, and also generated by road conditions. In reality, complicated vibrations in which such various vibrations are synthesized are exerted on the vehicle-mounted power generator 10, but the operation of the vehicle-mounted power generator 10 will be described with some typical examples. (1) At the time of acceleration The operation of the rotary weights 14a and 14b due to vibration when the vehicle 30 accelerates, for example, at the time of starting will be described.

【0019】図3に示すように、発進時などの進行方向
への加速に対しては逆方向の慣性力が働く。この慣性力
と重力との合成力は、車体の後部を沈ませる方向の力と
して車両30に作用する。車体が後ろに傾くことによ
り、発電機構12aの回転錘14aも車体の後ろ方向に
揺動して傾く(揺動変位する)。車両30が徐々に加速
するにつれ、車体は徐々に水平に戻っていき、回転錘1
4aも自重により水平に戻ろうとする。この回転錘14
aの戻ろうとする力と逆方向の力との釣合が取れるま
で、回転錘14aは進行方向に沿って前後に揺動する。
As shown in FIG. 3, an inertia force acts in the opposite direction with respect to acceleration in the traveling direction such as when starting. The combined force of the inertial force and the gravity acts on the vehicle 30 as a force in a direction to sink the rear part of the vehicle body. When the vehicle body leans backward, the rotary weight 14a of the power generation mechanism 12a also swings and leans (oscillates and displaces) behind the vehicle body. As the vehicle 30 gradually accelerates, the vehicle body gradually returns to horizontal,
4a also tries to return to horizontal by its own weight. This rotating weight 14
The rotating weight 14a swings back and forth along the traveling direction until the force for returning the a is balanced with the force in the opposite direction.

【0020】他方の発電機構12bの回転錘14bは、
そのときの回転錘14bの姿勢や加速度の大きさ等によ
っては揺動することがある。 (2)減速時 車両30が、例えば停止するために減速する際の振動に
よる回転錘14a、14bの動作について説明する。
The rotary weight 14b of the other power generation mechanism 12b is
It may swing depending on the posture of the rotary weight 14b at that time, the magnitude of acceleration, and the like. (2) At the time of deceleration The operation of the rotary weights 14a and 14b due to the vibration when the vehicle 30 decelerates to stop, for example, will be described.

【0021】減速時における車両30の動作は、上記
(1)加速時と反対になる。具体的には、図4に示すよ
うに、車両30が速度を低下させようとして減速するこ
とにより、その進行方向に慣性力が働く。この慣性力と
重力との合力により、車体の前部が沈む。車体が前に傾
くことにより、発電機構12aの回転錘14aも車体の
前方向に揺動して傾く(揺動変位する)。車両30が徐
々に減速するにつれ、車体は徐々に水平に戻っていき、
回転錘14aも自重により水平に戻ろうとする。この回
転錘14aの戻ろうとする力と逆方向の力との釣合が取
れるまで、回転錘14aは進行方向に沿って前後に揺動
する。
The operation of the vehicle 30 at the time of deceleration is opposite to that of (1) at the time of acceleration. Specifically, as shown in FIG. 4, when the vehicle 30 decelerates to reduce the speed, an inertial force acts in the traveling direction. The front of the vehicle body sinks due to the resultant force of the inertial force and gravity. When the vehicle body leans forward, the rotary weight 14a of the power generation mechanism 12a also swings forward and leans (oscillates and displaces) in the forward direction of the vehicle body. As the vehicle 30 gradually decelerates, the vehicle body gradually returns to horizontal,
The rotating weight 14a also tries to return to horizontal by its own weight. The rotating weight 14a swings back and forth in the traveling direction until the returning force of the rotating weight 14a and the force in the opposite direction are balanced.

【0022】他方の発電機構12bの回転錘14bは、
そのときの回転錘14bの姿勢や加速度の大きさ等によ
っては揺動することがある。 (3)横G負荷時 車両30がカーブを曲がる際などには横方向の加速度
(横G)が働く。このときの回転錘14a、14bの動
作について説明する。
The rotary weight 14b of the other power generation mechanism 12b is
It may swing depending on the posture of the rotary weight 14b at that time, the magnitude of acceleration, and the like. (3) Lateral G Load When the vehicle 30 turns a curve, lateral acceleration (lateral G) acts. The operation of the rotating weights 14a and 14b at this time will be described.

【0023】通常は、車両30がカーブに差し掛かる前
に減速するので、回転錘14a、14bは上記(2)で
説明したとおりの動作をする。そして、カーブを曲がり
始めると、図5に示すように、外方向に向かって遠心力
が働くため、回転錘14bに横Gがかかり、回転錘14
bは外方向に揺動変位する。カーブの終わりに差し掛か
ると、遠心力も弱まり、回転錘14bを揺動変位させる
力も弱まる。カーブを抜けて加速し始めると、今度は上
記(1)と同様の原理で回転錘14aが前後に揺動す
る。また、この場合、回転錘14bはカーブの外側に変
位しているが、その時の姿勢や加速度の大きさ等によっ
ては揺動変位することがある。 (4)起伏のある道を走行するとき 図6に示すように、車両30が起伏のある道を走行する
場合、道路の起伏に合わせて車両30が上下、左右、前
後のあらゆる方向に振動する。回転錘14aは、上下及
び前後の振動により、車両30の進行方向に沿って前後
に揺動する。回転錘14bは、左右及び前後の振動によ
り、水平方向に沿って左右ないし前後に揺動する。
Normally, since the vehicle 30 decelerates before approaching a curve, the rotary weights 14a and 14b operate as described in the above (2). When the vehicle starts to bend the curve, a centrifugal force acts outward, as shown in FIG.
b swings outward. When approaching the end of the curve, the centrifugal force is weakened, and the force for swinging the rotary weight 14b is also weakened. When the vehicle starts accelerating through the curve, the rotary weight 14a swings back and forth according to the same principle as the above (1). Further, in this case, the rotary weight 14b is displaced to the outside of the curve, but may be displaced by swing depending on the posture at that time, the magnitude of acceleration, and the like. (4) When traveling on an undulating road As shown in FIG. 6, when the vehicle 30 travels on an undulating road, the vehicle 30 vibrates in all directions, up and down, left and right, and back and forth according to the undulation of the road. . The oscillating weight 14a swings back and forth along the traveling direction of the vehicle 30 due to vertical and forward and backward vibrations. The oscillating weight 14b swings left and right or back and forth along the horizontal direction due to left and right and back and forth vibrations.

【0024】これら(1)〜(4)に例示したように回
転錘14a、14bが揺動変位すると、この回転錘14
a、14bの運動は軸15a、15bにより駆動ギヤ1
6a、16bに伝達され、駆動ギヤ16a、16bが往
復回動する。駆動ギヤ16a、16bの回動は、第1中
継ギヤ17a、17b、第2中継ギヤ18a、18b・
・・と多数の中継ギヤにて伝達されて、磁気ロータ20
a、20bを回転させる。駆動ギヤ16a、16bと磁
気ロータ20a、20bとの間には多数の中継ギヤが配
され、しかも各中継ギヤは順次歯数が少なくなっている
ので、磁気ロータ20a、20bは駆動ギヤ16a、1
6bの回転速度(回転錘14a、14bの揺動変位の速
度)よりもきわめて大きい回転数(例えば何十倍〜百倍
程度)で高速回転する。
When the oscillating weights 14a and 14b oscillate as shown in (1) to (4), the oscillating weight 14a
a, 14b is moved by the shafts 15a, 15b by the drive gear 1
The driving gears 16a, 16b are reciprocated. The rotation of the drive gears 16a, 16b is controlled by the first relay gears 17a, 17b, the second relay gears 18a, 18b,.
.. and transmitted by a number of relay gears to form the magnetic rotor 20
a, 20b are rotated. A large number of relay gears are arranged between the drive gears 16a, 16b and the magnetic rotors 20a, 20b, and each relay gear has a smaller number of teeth in sequence, so that the magnetic rotors 20a, 20b have drive gears 16a, 1b.
The motor rotates at a rotation speed (for example, about tens to hundreds of times) extremely higher than the rotation speed of the rotary weight 6b (the speed of the swing displacement of the rotary weights 14a and 14b).

【0025】この磁気ロータ20a、20bの高速回転
によりコイル21a、21bを通過する磁力線の密度が
高速で変化し、コイル21a、21bに電流が流れる
(電圧が発生する)。コイル21a、21bに発生した
電流、電圧は、整流回路24にて整流され、充電部26
に蓄えられる。蓄えられた電力は、充電部26に接続さ
れた負荷(電気機器、例えばETC用の車載器)に供給
される。
Due to the high speed rotation of the magnetic rotors 20a and 20b, the density of the lines of magnetic force passing through the coils 21a and 21b changes at a high speed, and a current flows through the coils 21a and 21b (voltage is generated). The current and voltage generated in the coils 21a and 21b are rectified by the rectifier circuit 24,
Is stored in The stored electric power is supplied to a load (electric device, for example, a vehicle-mounted device for ETC) connected to the charging unit 26.

【0026】この車載用発電装置10は、車両30の振
動に起因して揺動ないし回転する回転錘14a、14b
と、これら回転錘14a、14bの運動を電気エネルギ
ーに変換する発電機構12a、12bとを備えるので、
車両30を運行すれば必ず発生する振動をエネルギー源
として発電できる。この車載用発電装置10を車両30
に搭載される電気機器例えばETC用の車載器の電源と
して用いれば、電源として電池を採用する場合に派生す
る問題をことごとく回避できる。
The on-vehicle power generator 10 includes rotary weights 14a, 14b that swing or rotate due to the vibration of the vehicle 30.
And power generating mechanisms 12a and 12b for converting the movements of the rotary weights 14a and 14b into electric energy.
When the vehicle 30 is operated, it is possible to generate power using the generated vibration as an energy source. This on-vehicle power generator 10 is
If it is used as a power supply for an electric device mounted on a vehicle, for example, a vehicle-mounted device for ETC, it is possible to avoid all the problems derived when a battery is used as a power supply.

【0027】発電手段を構成する磁気ロータ20a、2
0b及びコイル21a、21bは特別な技術ではないの
で、製造などの困難さはない。また、回転錘14a、1
4bの揺動変位の速度を駆動ギヤ16a、16b及び多
数の中継ギヤによって増大させて磁気ロータ20a、2
0bに伝達するので、たとえ回転錘14a、14bの運
動がゆっくりでも、これによって回転駆動される磁気ロ
ータ20a、20bの回転速度をきわめて高速にできる
から、大きな起電力を得ることができる。
The magnetic rotors 20a, 2
0b and the coils 21a and 21b are not special technologies, so there is no difficulty in manufacturing or the like. In addition, the rotating weights 14a, 1
4b is increased by the drive gears 16a, 16b and a large number of relay gears, and the magnetic rotors 20a, 2b
0b, the rotation speed of the magnetic rotors 20a, 20b driven by this can be extremely high, even if the rotation of the rotary weights 14a, 14b is slow, so that a large electromotive force can be obtained.

【0028】しかも、コイル21a、21bにより生成
された電気を整流回路24で整流して充電部26に蓄積
し、その充電部26から電気機器に電力を供給するの
で、発電量が変化しても安定した電力を供給できる。ま
た効率も向上する。さらに、回転錘14aの軸15aを
車両30の左右方向に沿わせ、回転錘14bの軸15b
を車両30の上下方向に沿わせているので、回転錘14
aにより前後方向及び上下方向の振動を捉え、回転錘1
4bにより前後方向及び左右方向の振動を捉えて、それ
ら各方向の振動を効率よく利用することができる。 (変形例)上記実施例において、回転錘14a、14b
の軸15a、15bをバイモルフとすることができる。
このバイモルフは、回転錘14a、14bの運動により
変形されるから、バイモルフの圧電効果によって電力を
得ることができる。回転錘14a、14bの軸の変形に
よっても電力を得られるので、発電効率が向上する。
In addition, since the electricity generated by the coils 21a and 21b is rectified by the rectifier circuit 24 and stored in the charging unit 26, and power is supplied from the charging unit 26 to the electric equipment, even if the power generation amount changes. Stable power can be supplied. Also, efficiency is improved. Further, the shaft 15a of the rotating weight 14a is aligned with the shaft 15a of the rotating weight 14b in the left-right direction of the vehicle 30.
Are arranged along the vertical direction of the vehicle 30,
a, the vibration in the front-rear direction and the vertical direction is captured,
4b captures vibrations in the front-rear direction and left-right direction, and can efficiently utilize the vibrations in each direction. (Modification) In the above embodiment, the rotary weights 14a, 14b
Shafts 15a, 15b can be bimorphs.
Since the bimorph is deformed by the movement of the rotary weights 14a and 14b, power can be obtained by the piezoelectric effect of the bimorph. Since electric power can be obtained also by deformation of the shafts of the rotary weights 14a and 14b, power generation efficiency is improved.

【0029】以上、実施例に従って、本発明の実施の形
態について説明したが、本発明はこのような実施例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
でさまざまに実施できることは言うまでもない。例えば
実施例では回転錘14a、14b(回動体)は半円状と
しているが、揺動ないし回転の芯と回動体の重心とが不
一致なら(偏心していれば)、形状はどのようなもので
も構わない。
The embodiments of the present invention have been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to such embodiments, and it can be variously implemented without departing from the gist of the present invention. Needless to say. For example, in the embodiment, the rotary weights 14a and 14b (rotating bodies) are formed in a semicircular shape. I do not care.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例の車載用発電装置の発電機構の説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a power generation mechanism of a vehicle-mounted power generation device according to an embodiment.

【図2】 実施例の車載用発電装置における回転錘の配
置例の説明図であり、図2(a)は上面図、図2(b)
は右側面図である。
2A and 2B are explanatory diagrams of an example of the arrangement of a oscillating weight in a vehicle-mounted power generator according to an embodiment; FIG. 2A is a top view and FIG.
Is a right side view.

【図3】 車両の加速時の回転錘の運動の説明図であ
り、図3(a)は慣性力の方向と回転錘の動きを対比さ
せた図、図3(b)は慣性力と重力との合力と回転錘の
動きを対比させた図である。
3A and 3B are explanatory diagrams of the motion of a rotary weight during acceleration of a vehicle. FIG. 3A is a diagram in which the direction of inertial force is compared with the motion of a rotary weight, and FIG. FIG. 5 is a diagram comparing the resultant force of the above with the movement of the rotary weight.

【図4】 車両の減速時の回転錘の運動の説明図であ
り、図4(a)は慣性力の方向と回転錘の動きを対比さ
せた図、図4(b)は慣性力と重力との合力と回転錘の
動きを対比させた図である。
4A and 4B are explanatory diagrams of the motion of the rotary weight when the vehicle is decelerated, where FIG. 4A is a diagram in which the direction of the inertial force is compared with the motion of the rotary weight, and FIG. FIG. 5 is a diagram comparing the resultant force of the above with the movement of the rotary weight.

【図5】 車両の旋回時の回転錘の運動の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a motion of a rotary weight when the vehicle turns.

【図6】 車両が起伏のある道を走行した際の回転錘の
運動の説明図であり、図6(a)は起伏と回転錘の動き
を対比させた図、図6(b)は車両の振動と回転錘の動
きを対比させた図である。
6 (a) and 6 (b) are explanatory views of the movement of the oscillating weight when the vehicle travels on an undulating road, wherein FIG. 6 (a) is a diagram comparing the undulation and the movement of the oscillating weight, and FIG. FIG. 5 is a diagram in which the vibration of the oscillating weight and the movement of the rotary weight are compared.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…車載用発電装置 12a、12b…発電機構 14a、14b…回転錘(回動体) 15a、15b…軸 16a、16b…駆動ギヤ(増速手段) 17a、17b…第1中継ギヤ(増速手段) 18a、18b…第2中継ギヤ(増速手段) 20a、20b…磁気ロータ(発電手段、永久磁石体) 21a、21b…コイル(発電手段) 24…整流回路 26…充電部(充電手段) 30…車両 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... In-vehicle power generator 12a, 12b ... Power generating mechanism 14a, 14b ... Rotating weight (rotating body) 15a, 15b ... Shaft 16a, 16b ... Drive gear (speed increasing means) 17a, 17b ... 1st relay gear (speed increasing means) 18a, 18b: second relay gear (speed increasing means) 20a, 20b: magnetic rotor (power generating means, permanent magnet body) 21a, 21b: coil (power generating means) 24: rectifying circuit 26: charging section (charging means) 30 …vehicle

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両の振動に起因して揺動ないし回転す
る回動体と、 該回動体の運動を電気エネルギーに変換する発電手段と
を備えることを特徴とする車載用発電装置。
1. An on-vehicle power generation device comprising: a rotating body that swings or rotates due to vibration of a vehicle; and a power generation unit that converts a motion of the rotating body into electric energy.
【請求項2】 請求項1記載の車載用発電装置におい
て、 前記発電手段は、永久磁石体と、該永久磁石体に隣接配
置されたコイルとを含み、 前記永久磁石体又は前記コイルは前記回動体によって回
転駆動されることを特徴とする車載用発電装置。
2. The on-vehicle power generation device according to claim 1, wherein the power generation means includes a permanent magnet body and a coil disposed adjacent to the permanent magnet body, wherein the permanent magnet body or the coil is connected to the winding. An in-vehicle power generation device, which is driven to rotate by a moving body.
【請求項3】 請求項2記載の車載用発電装置におい
て、 前記回動体の揺動ないし回転の速度を増大させて前記永
久磁石体又は前記コイルに伝達する増速手段を備えるこ
とを特徴とする車載用発電装置。
3. The on-vehicle power generating device according to claim 2, further comprising a speed increasing means for increasing a swinging or rotating speed of the rotating body and transmitting the rotating or rotating speed to the permanent magnet body or the coil. In-vehicle power generator.
【請求項4】 請求項1記載の車載用発電装置におい
て、 発電手段を、前記回動体の揺動ないし回転により変形力
が及ぼされるバイモルフとしたことを特徴とする車載用
発電装置。
4. The on-vehicle power generator according to claim 1, wherein the power generating means is a bimorph that is given a deforming force by the swinging or rotating of the rotating body.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか記載の車載
用発電装置において、 前記発電手段により生成された電気を蓄積する充電手段
を備えたことを特徴とする車載用発電装置。
5. The on-vehicle power generator according to claim 1, further comprising a charging unit for storing the electricity generated by the power generation unit.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれか記載の車載
用発電装置において、 揺動ないし回転の芯を車両の左右方向に沿わせた前記回
動体と、 揺動ないし回転の芯を車両の上下方向に沿わせた前記回
動体とを備えたことを特徴とする車載用発電装置。
6. The on-vehicle power generator according to claim 1, wherein the swinging or rotating core is arranged along the left-right direction of the vehicle, and the swinging or rotating core is mounted on the vehicle. An on-vehicle power generator, comprising: the rotating body arranged vertically.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100457495C (en) * 2006-11-24 2009-02-04 温子荣 Shockproof type shaking generator system

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