JP2003035254A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 震動源、例えば自動車等の振動エネルギー
を電気エネルギーに変換する電源装置１を提供し、これ
を例えば車両用アンプ付きスピーカＡＳの電力供給に用
いることができるようにする。 【解決手段】流体１３が入れられたシリンダ２と、流体
流通孔９が貫設されたピストンヘッド７がシリンダ２内
に嵌挿されたピストン６と、シリンダ２内に、流体流通
孔９を流体１３が流れれるときその流れにより回転する
回転体ＰＰ及びその回転を電圧に変換する発電機ＧＥＮ
を有し、シリンダ２と、ピストン６のピストンヘッド７
に連結されたピストンロッド７のシリンダ２外の部分と
の何れか一方を震動源に固定してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置、特に、
例えば車両等振動が生じるものの振動を電気エネルギー
に変換することにより電力を発生する電源装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車には、ＣＤ（コンパクトディス
ク）、ＭＤ（ミニディスク）、カセットテープレコー
ダ、ラジオ等のソースと称される音源装置からの音声信
号を、アンプにて増幅し、スピーカにて音声に変換する
オーディオ装置を有するものが多い。図３はそのような
オーディオ装置の従来例の一つを示す構成図である。

【０００３】図において、ＳＯはソースで、ＣＤ（コン
パクトディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、カセットテ
ープレコーダ、ラジオ等の音声信号を出力する。ＡＭＰ
は該ソースＳＯから出力された音声信号を増幅するアン
プ、ＳＰは該アンプＡＭＰにより増幅された音声信号を
音声に変換するスピーカ、ＡＳは該アンプＡＭＰとスピ
ーカＳＰにより構成されたアクティブスピーカ、Ｂは自
動車用バッテリ、ＡＣＣはアクセサリキー入力検出器で
ある。

【０００４】本オーディオ装置は、アクセサリキー入力
検出器ＡＣＣによりエンジンキーが入れられたことが検
出されると、アンプＡＭＰがバッテリＢからの電源電圧
を受けて動作可能な状態になるようにされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来におい
ては、自動車用のバッテリＢをアクティブスピーカＡＳ
用の電源装置として用いており、そして、車両用アンプ
付きスピーカＡＳの出力も増大する傾向にあるので、自
動車用バッテリＢの消耗が激しくなる傾向にあり、その
ためにバッテリＢが上がってしまって走行不能になると
いう予想外のトラブルが生じることもあった。

【０００６】また、従来においては、車両用アンプ付き
スピーカＡＳと自動車用バッテリＢとの間をケーブルを
介して電気的に接続することが不可欠であり、また、ア
クセサリキー入力検出器ＡＣＣと車両用アンプ付きスピ
ーカＡＳとの間もケーブルを介して電気的に接続するこ
とが不可欠であるが、これらの接続（アースを含む３本
の配線による接続）作業は、車両を熟知していても最低
３時間程度はかかるので、斯かる作業はきらわれること
が多く、そのことがカーオーディオ製品或いは自動車の
販売売り上げ向上の妨げになっていた。

【０００７】そこで、本願発明者は、カーオーディオ専
用の電源装置を設け、自動車用バッテリＢを用いなくて
も車両用アンプ付きスピーカＡＳに電力供給ができるよ
うにするための模索をし、その結果、自動車は常に振動
し、その振動により無駄なエネルギーが生じていること
に着目し、その振動による無駄なエネルギーを電気エネ
ルギーに変換して車両用アンプ付きスピーカＡＳに供給
することを思いついた。そして、その実現のため更に模
索を続けた結果、本発明を為すに至った。

【０００８】即ち、本発明は、震動源の振動エネルギー
を電気エネルギーに変換する電源装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の電源装置は、
流体が入れられたシリンダと、流体流通孔が貫設された
ピストンヘッドが上記シリンダ内に嵌挿されたピストン
と、上記シリンダ内に、上記流体流通孔を上記流体が流
れれるときその流れにより回転する回転体及び該回転体
の回転を電圧に変換する発電機を有し、上記シリンダ
と、上記ピストンのピストンヘッドに連結されたピスト
ンロッドのシリンダ外の部分との何れか一方を震動源に
固定してなることを特徴とする。

【００１０】従って、請求項１の電源装置によれば、震
動源が振動すると、それに対応してシリンダに対して相
対的にピストンヘッドが移動し、その結果、シリンダ内
の流体が上記流体流通孔を流れる。その結果、その流体
流通孔移動する流体の流れにより回転体が回転し、その
回転により発電機が電力を発生する。従って、その発電
機の出力を電源として用いることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、基本的には、流体が入
れられたシリンダと、流体流通孔が貫設されたピストン
ヘッドが上記シリンダ内に嵌挿されたピストンと、該シ
リンダ内に、上記流体流通孔を上記流体が流れれるとき
その流れにより回転する回転体及び該回転体の回転を電
圧に変換する発電機を有し、上記シリンダと、上記ピス
トンのピストンヘッドに連結されたのピストンロッドの
シリンダ外の部分との何れか一方を震動源に固定してな
るものであり、車両用アンプ付きスピーカへ電力供給を
する電源装置が典型的な適用例である。というのは、自
動車は走行するときは必ず道路により振動し、震動源と
なり、電源装置から確実に電力を得ることができ、自動
車用バッテリがカーオーディオの使用により消耗が激し
くなることを回避することができるからである。

【００１２】そして、電源装置を車両用アンプ付きスピ
ーカへの電力供給に用いると、振動があるとき（換言す
れば自動車が走行しているとき）は車両用アンプ付きス
ピーカ全体に自ずとその電源装置により電源が入るシス
テムにすることにより、車両用アンプ付きスピーカと、
自動車用バッテリ及びアクセサリキー入力検出器との間
をケーブルで接続する必要がなくなる。従って、配線に
よる接続作業が難しく、車両を熟知していても最低３時
間はかかかり、作業がきらわれてカーオーディオ製品或
いは自動車の販売売り上げ向上が妨げられるという問題
を回避することができる。

【００１３】電源装置を自動車に車両用アンプ付きスピ
ーカへの電力供給に用いる場合における電源装置の取付
位置は、例えばショックアブソーバ（ダンパー）が好適
である。しかし、必ずしもそれに限定されるものではな
く、自動車のどの部分に設けても良い。また、自動車以
外の例えば船舶等、或いは工場等常に振動を生じるもの
にもその振動のエネルギーを電気エネルギーに変換する
ものとして電源装置を用いることができる。

【００１４】尚、本発明においては、シリンダとピスト
ンの何れか一方を振動源に固定することとしているが、
シリンダを振動源に固定した場合には、ピストンを振動
源に固定する必要はない。従って、その場合、ピストン
ヘッドにピストンロッドを固定してその端部をシリンダ
外部に取り出す必要はない。依って、ピストンとしてピ
ストンロッドのないもの（ピストンヘッドのみからなる
もの）を用いることができる。その場合、当然のことな
がら、シリンダにはロッド嵌挿孔を設ける必要はない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説
明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明電源装置の第１の
実施例１を説明するためのもので、（Ａ）は概略構成
図、（Ｂ）はシリンダ内部を示す構造図、（Ｃ）はピス
トンの流体流通孔内を通る流体の流れを回転に変換し更
にそれを電気エネルギーに変換する部分の構造図であ
る。

【００１６】先ず、図１（Ａ）を参照して電源装置の概
略構成を説明する。図面において、ＳＯはソースで、Ｃ
Ｄ、ＭＤ、カセットテープレコーダ、ラジオ等の音声信
号を出力する。ＡＭＰは該ソースＳＯから出力された音
声信号を増幅するアンプ、ＳＰは該アンプＡＭＰにより
増幅された音声信号を音声に変換するスピーカ、ＡＳは
該アンプＡＭＰとスピーカＳＰにより構成されたアクテ
ィブスピーカ、ＰＰは電源装置１を構成するプロペラ、
ＧＥＮは該プロペラＰＰの回転を電力に変換する発電機
で、該発電機ＧＥＮの回転軸にプロペラＰＰが固定され
ている。そして、該発電機ＧＥＮが後述するシリンダ
（２）内のピストン（６）のピストンヘッド（７）に設
けられている。

【００１７】ＢＣは４個のダイオードによる全波整流用
ブリッジ回路で、上記発電機ＧＥＮの出力を全波整流し
てアンプＡＭＰ用の直流電源電圧をつくる。ＳＰＧは該
全波整流用ブリッジ回路ＢＣの出力側に接続された充電
可能なバッテリであり、自動車用のバッテリとは全く別
のオーディオ装置専用のバッテリとして設けられたもの
である。Ｃは全波整流用ブリッジ回路ＢＣの出力側に接
続されたコンデンサで、リップルを吸収する平滑手段
（リップ流吸収手段）として機能する。該バッテリＳＰ
ＧとコンデンサＣは必ずしも不可欠ではないが、あった
方が良い。

【００１８】次に、図１（Ｂ）、（Ｃ）を参照して本電
源装置１の要部を成すシリンダ（２）内部を説明する。
２は軸の向きが垂直にされたシリンダで、上下両端が閉
塞されており、該シリンダ２内にはオイル或いは空気等
の流体が入れられる。３は上側閉塞端、４は下側閉塞端
で、上側閉塞端３の中心部には後述するピストン（６）
のピストンロッド（８）が嵌挿されるロッド嵌挿孔５が
形成されている。

【００１９】６はピストン、７はそのピストンヘッド、
８はそのピストンロッドで、該ピストン６は、そのピス
トンヘッド７が上記シリンダ２に嵌挿され、そのピスト
ンロッド８が上記ロッド嵌挿孔５に嵌挿されて反ピスト
ンヘッド側の端部がシリンダ２外部に突出されている。
そして、そのピストンロッド６のシリンダ２外部へ突出
した端部が振動源たる、図示しない自動車の例えばショ
ックアブソーバ等に吊り下げ状に固定されている。

【００２０】９は上記ピストン６のピストンヘッド７に
形成された流体流通孔で、本実施例では２個形成されて
いるが、１個でも良いし、２個よりも多くても良い。１
０はピストンヘッド７の裏面に各流体流通孔９に対応し
て設けられた発電機取付具で、無底筒状であり、該各発
電機取付具１０に前記発電機ＧＥＮがそれと一体的に設
けられたプロペラＰＰが流体流通孔９内に位置するよう
に取り付けられている。１１は該各発電機取付具１０に
形成された流体通孔で、多数個形成されている。

【００２１】１２は縮設スプリングで、その上端はシリ
ンダ２の上側閉塞端に固定され、その下端はピストンヘ
ッド７に固定されている。該縮設スプリング１２は、そ
の弾力により、通常時におけるピストンヘッド７がシリ
ンダ２内における高さ方向における中間部、例えば略中
央部に位置するようにするためのもので、これがない
と、ピストンヘッド７が上側閉塞端３に当たるところに
位置して電源装置が作動し得ない。１３はシリンダ２内
に入れられた流体、例えばオイル或いは空気、その他の
ガスである。

【００２２】次に、本電源装置の動作原理を説明する。 １．通常時（振動源である自動車が停止した状態の時） 振動がないので、ピストン６は、そのピストンヘッド７
が縮設スプリング１２の弾力により決まるシリンダ２内
における高さ方向における中間部、例えば略中央部に位
置した状態を保ち、シリンダ２内には流体１３の流れが
生ぜず、プロペラＰＰは回転し得ない。従って、発電機
ＧＥＮは電圧を発生しない。

【００２３】２．走行時（振動源である自動車が走行
し、振動した状態の時） 自動車が走行すると、その自動車の例えばショックアブ
ソーバ等にピストンロッド８の外端（反ピストンヘッド
側の端）が固定されたピストン６に対してシリンダ２が
その振動に応じて相対的に動く。これは、シリンダ２内
においてピストンヘッド７が相対的に動くことに他なら
ず、そのようにピストンヘッド７が動くと必然的にその
ピストンヘッド７の流体流通孔９にシリンダ２内のオイ
ルの流れが生じる。この流れの向きは、振動の方向が
上、下と変わるとそれに伴って変わる。

【００２４】そして、ピストンヘッド７の流体流通孔９
にシリンダ２内のオイルの流れが生じると、それに伴っ
てプロペラＰＰが回転する。すると、そのプロペラＰＰ
が回転軸に固定された発電機ＧＥＮは発電をする。この
発電により生じた電圧は、上述したようにオイルの流れ
の向きによりプロペラＰＰの回転方向が変わるので、極
性が変化する。しかし、極性が変化しても発電機ＧＥＮ
の出力は、前記全波整流用ブリッジ回路ＢＣにより全波
整流されて車両用アンプ付きスピーカＡＳに供給され、
該車両用アンプ付きスピーカＡＳは作動可能な状態にな
り、前記ソースＳＯから音声信号が出力されたときはそ
の音声信号をアンプＡＭＰにより増幅し、スピーカＳＰ
から音声を出力する。

【００２５】同時に、その発電機ＧＥＮの出力は充電可
能なバッテリＳＰＢに供給され、該バッテリＳＰＧを充
電する。従って、発電機ＧＥＮが発電しないときでも、
バッテリＳＰＢから車両用アンプ付きスピーカＳＰへ電
力供給して該車両用アンプ付きスピーカＳＰを動作させ
ることも可能となる。

【００２６】このような電源装置１によれば、自動車が
走行するときは必ず道路により振動し、震動源となるの
で、電源装置１から確実に電力を車両用アンプ付きスピ
ーカＡＳに供給することができ、自動車用バッテリがカ
ーオーディオの使用により消耗が激しくなることを回避
することができる。

【００２７】そして、振動があるとき（換言すれば自動
車が走行しているとき）は車両用アンプ付きスピーカ全
体に自ずとその電源装置１により電源が入るシステムな
ので、車両用アンプ付きスピーカと、自動車用バッテリ
及びアクセサリキー入力検出器との間をケーブルで接続
する必要がなくなる。従って、従来存在したところの、
配線による接続作業が難しく、車両を熟知していても最
低３時間はかかかり、作業がきらわれてカーオーディオ
製品或いは自動車の販売売り上げ向上が妨げられるとい
う問題を、回避することができる。

【００２８】図２は本発明電源装置の別の実施例１ａの
要部（シリンダ内の構造）を示すものである。本実施例
は、シリンダ２を振動源（例えば自動車のショックアブ
ソーバ等）に固定することとし、ピストン６としてピス
トンロッドのないものを用い（従って、シリンダにはピ
ストンロッドを通すロッド嵌挿孔は不要である。）、ピ
ストンヘッド７の通常時における位置を所定位置［シリ
ンダ２の高さ方向における中間位置（例えば高さ方向に
おける中央部）に保つスプリング１２をピストンヘッド
７とシリンダ２の下側閉塞端４との間に設けたものであ
る（但し、図１に示した実施例のように、シリンダ２の
上側閉塞端３とピストンヘッド７との間に設けても良
い。）。これ等の点では本電源装置１ａは図２の電源装
置１とは異なるが、それ以外の点では共通し、共通する
点については既に説明済みであるので、重ねて説明する
ことはしない。

【００２９】このような、電源装置１ａにおいては、通
常時は、振動がないので、ピストン６は、そのピストン
ヘッド７が縮設スプリング１２の弾力により決まるシリ
ンダ２内における高さ方向における中間部、例えば略中
央部に位置した状態を保ち、シリンダ２内には流体１３
の流れが生ぜず、プロペラＰＰは回転し得ない。従っ
て、発電機ＧＥＮは電圧を発生しない。

【００３０】自動車が走行すると、その自動車の例えば
ショックアブソーバ等に固定されたシリンダ２が振動に
より動き、ピストンヘッド７がその振動に応じて相対的
に動くことになる。すると、必然的にそのピストンヘッ
ド７の流体流通孔９にシリンダ２内のオイルの流れが生
じる。その結果、プロペラＰＰが回転し、発電機ＧＥＮ
が発電することは前述の通りである。

【００３１】

【発明の効果】本発明電源装置によれば、震動源が振動
すると、それに対応してシリンダに対して相対的にピス
トンヘッドが移動し、その結果、シリンダ内の流体が上
記流体流通孔を流れる。その結果、その流体流通孔移動
する流体の流れにより回転体が回転し、その回転により
発電機が電力を発生する。従って、その発電機を出力を
電源として用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明電源装置の第１の実施
例１を説明するためのもので、（Ａ）は概略構成図、
（Ｂ）はシリンダ内部を示す構造図、（Ｃ）はピストン
の流体流通孔内を通る流体の流れを回転に変換し更にそ
れを電気エネルギーに変換する部分の構造図である。

【図２】本発明電源装置の別の実施例の要部（シリンダ
内の構造）を示すものである。

【図３】自動車用のオーディオ装置の一つの従来例の構
成図である。

【符号の説明】

１、１ａ・・・電源装置、２・・・シリンダ、６・・・
ピストン、７・・・ピストンヘッド、８・・・ピスロン
ロッド、 ９・・・流体流通孔、１２・・・スプリン
グ、１３・・・流体、ＰＰ・・・回転体（プロペラ）、
ＧＥＮ・・・発電機、ＳＯ・・・ソース、ＡＭＰ・・・
アンプ、ＳＰ・・・スピーカ、ＳＰＢ・・・バッテリ、
Ｃ・・・コンデンサ、ＢＣ・・・全波整流用ブリッジ回
路、ＡＳ・・・車両用アンプ付きスピーカ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が入れられた略垂直に向くシリンダ
   と、 流体流通孔が貫設されたピストンヘッドが上記シリンダ
   内に嵌挿されたピストンと、 上記シリンダ内に、上記流体流通孔を上記流体が流れる
   ときその流れにより回転する回転体及び該回転体の回転
   を電圧に変換する発電機と、 を有し、 上記シリンダと、上記ピストンのピストンヘッドに連結
   されたピストンロッドシリンダ外の部分との何れか一方
   を震動源に固定してなることを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 前記震動源が車両であり、 上記発電機の負荷が車両用アンプ付きスピーカであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 【請求項３】 発電機の出力側にコンデンサ及び／又は
   充電可能なバッテリを接続してなることを特徴とする請
   求項１又は２記載の電源装置。