JP2004281126A - 二次電池電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】タイヤ等の回転体に装着された電子機器のように充電接続が不可能な機器の電池電源として二次電池を適用できるようにする。
【解決手段】タイヤ空気圧検出装置１０の電源とする二次電池２に、タイヤの回転を利用して発電する発電手段３を充放電制御回路４を介して接続し、発電電力により二次電池２を充電する。
【選択図】 図１
【解決手段】タイヤ空気圧検出装置１０の電源とする二次電池２に、タイヤの回転を利用して発電する発電手段３を充放電制御回路４を介して接続し、発電電力により二次電池２を充電する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ等の回転体に装着された電子機器の電源とする二次電池電源装置に関し、特に、回転体の回転を利用して発電した発電電力により二次電池に充電する機能を備えた二次電池電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの空気圧の減少は事故や燃料消費率の低下に直結するため、タイヤ空気圧の監視が必要であり、走行中であっても空気圧の減少を運転者に報知することを目的としてタイヤ空気圧検出装置が開発されている。タイヤ空気圧検出装置は、複数のタイヤそれぞれに装着され、各タイヤ空気圧検出装置は検出した空気圧データを空気圧監視装置に送信するので、運転者は空気圧監視装置からタイヤ空気圧の減少やパンク等の状態を走行中でも知ることができる。
【０００３】
タイヤ空気圧検出装置はタイヤに装着されるため、タイヤバランスの障害とならないように小型で且つ過酷な回転あるいは振動により故障が生じないように堅牢な構造に形成される。また、電源となる電池も着脱できない固定状態に装着され、構成要素の全てをモールドにより一体構造に構成されるので、製造時点から電池が接続された状態にあるため、タイヤに装着されるまでの保管状態でも動作して電力消費が発生し、電池が消耗する。
【０００４】
この電池消耗を抑えるべく、検出されたタイヤ空気圧が所定圧力である状態が一定期間継続した場合に空気圧監視装置に対するデータ送信を停止するタイヤ空気圧検出装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６２４１９号公報（第２〜３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記タイヤ空気圧検出装置の電源となる電池は一次電池であり、電池の消耗を抑制したとしても電池が寿命に達したとき、即ち電池切れの状態になったときには、タイヤ空気圧検出装置そのものを交換することになり、タイヤ空気圧検出装置は使用可能な状態であっても廃棄される無駄が生じる。
【０００７】
このような回転体あるいは移動体に装着する機器の電池電源として二次電池が適用できると機器の使用可能期間を延長することができるが、回転体に装着された二次電池に充電電力を供給することはできない。
【０００８】
そこで、二次電池を用いた電源装置自体に、回転体の回転を利用して発電する発電機能を設けることにより、電源装置を使用する機器が移動体や回転体に装備されているような場合にでも二次電池を充電することが可能となり、機器の使用可能期間を長くすることができる。
【０００９】
本発明が目的とするところは、二次電池を充電するための充電接続が不可能な場合でも二次電池に対する充電を可能にする充電機能を備えた二次電池電源装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る二次電池電源装置は、回転体もしくは移動体に装着された二次電池と、前記回転体の回転運動もしくは移動体の移動運動を利用して発電し、前記二次電池に充電電力を供給する発電手段と、この発電手段から出力された発電電力による二次電池の充電及び二次電池の放電を制御する充放電制御回路とを備えてなることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、回転体の回転運動や移動体の移動運動を利用して発電する発電手段が設けられているので、発電手段により発電される発電電力により二次電池を充電することができる。従って、回転体や移動体に装着されて充電電力を供給できない機器の電池電源装置として二次電池を用いても充電が可能になり、一次電池を電源として用いた場合に一次電池の消耗と共に機器の使用が不可となることはなく、回転体や移動体に装着する機器の使用可能期間を延長させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施の形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１は、実施形態に係るタイヤ空気圧検出装置１０の電源として構成された二次電池電源装置１の構成を示すものである。タイヤ空気圧検出装置１０は、自動車の各タイヤ毎に装着され、圧力センサ１３によって検出されたタイヤ空気圧のデータをマイコン１２に入力することにより、マイコン１２で処理された空気圧測定データは送信回路１５からアンテナ１６を通じて自動車に装備された総合監視装置に送信されるように構成されている。総合監視装置はタイヤ空気圧を含む走行上のデータを収集して異常が検出されたときには、ダッシュボード上に異常状態を識別表示して運転者に報知する。
【００１４】
前記タイヤ空気圧検出装置１０はコイン型リチウムイオン二次電池として形成された二次電池２を電源として動作する。この二次電池２には、充電電力を供給するための発電手段３が接続されている。発電手段３は、タイヤの回転を利用して回転錘を回転させて発電する公知の回転力発電機、あるいはタイヤの回転により圧電体に変位を与えて発電する公知の圧電発電機などを適用することができる。これらの回転力発電機や圧電発電機は主として腕時計の刻時、運針用の電源として構成されたものが知られており、腕の動きによって作動する。本実施形態の場合にはタイヤの回転によって作動するので大きな駆動力が得られ、より大きな発電出力が得られる。
【００１５】
タイヤ空気圧検出装置１０はタイヤに装着されるため、タイヤバランスの障害とならないように小型で且つ過酷な回転あるいは振動により故障が生じないように堅牢な構造に形成する必要があり、構成要素の全てをモールドにより一体に構成され、製造時点から二次電池が接続された状態にあるため、保管状態でも動作して電力消費が発生し、二次電池２は放電が継続されることになる。二次電池２として適用したリチウムイオン二次電池は、満充電状態で保存、特に満充電状態で高温保存された場合に劣化するので、充電量が少ない状態で出荷される。従って、タイヤ空気圧検出装置１０に装着されたタイヤ空気圧検出装置が製造されてタイヤに装着されるまでの保管期間が長くなった場合や、タイヤにタイヤ空気圧検出装置が装着された自動車が走行することなく保管されている期間が長くなった場合には、二次電池２は放電の継続により放電終止状態になる可能性があるが、自動車が走行することにより発電手段３により発電が開始されて二次電池２が充電されるので、自動車の走行開始によりタイヤ空気圧検出装置１０は動作状態となる。
【００１６】
発電手段３による二次電池２の充電は、二次電池２がタイヤ空気圧検出装置１０に動作電力を供給している状態で発電手段３からの充電電力で充電されるようにフロート充電がなされるように充放電制御回路４が設けられている。また、充放電制御回路４には、二次電池２が過放電あるいは過充電の状態になって劣化しないように電池保護機能が設けられている。即ち、二次電池２の電圧が放電終止電圧となる下限電圧を検出したとき、タイヤ空気圧検出装置１０に対する電力供給を遮断する動作を行い、二次電池２の電圧が充電禁止電圧となる上限電圧を検出したとき、発電手段３から二次電池２に充電電力を供給する充電回路を遮断する動作を行う。
【００１７】
自動車が長期間にわたって走行しない状態にあってもタイヤ空気圧検出装置１０は動作しているので、二次電池２は放電状態が継続される。このとき二次電池２が前記放電終止電圧に至るまで放電し、充放電制御回路４により放電停止に制御されても、自動車は走行していないのでタイヤ空気圧検出装置１０が停止状態となっても差し支えはない。自動車が走行開始すると発電手段３は発電するので、二次電池２に対して充電がなされると共にタイヤ空気圧検出装置１０に動作電力が供給されてその機能が動作状態になる。
【００１８】
一方、自動車の走行が継続されて発電手段３による発電電力により二次電池２が充電され、二次電池２が満充電状態になると、二次電池２の電圧は充電禁止電圧まで上昇するので、充放電制御回路４は充電回路を遮断して充電を停止させ、二次電池２が過充電により劣化することを防止する。充電が停止され、放電が継続されると二次電池２の電圧は充電禁止電圧から低下するので、充放電制御回路４は二次電池２の電圧が所定電圧以下になると充電回路の遮断を解除するので、発電手段３からの充電電力により二次電池２に対する充電が開始される。
【００１９】
上記実施形態は、回転体である自動車タイヤの空気圧検出装置の電源として二次電池電源装置１０を構成した例を示したが、これに限られるものではない。例えば、スポーツ用自転車に搭載されて走行距離、走行速度、時間等を計測して表示するサイクルメータにおいて、自転車の走行により回転する小型のプロペラにより小型の発電機を回転させて発電し、二次電池２を充電することにより、一次電池を用いた場合に頻繁に電池交換する無駄を排除し、尾灯等の点灯などに電池電力を供給することができる電池容量の拡大を図ることができ、自転車走行の安全を向上させることができる。
【００２０】
また、自動車のドアロックの開閉操作や盗難防止装置のオン／オフ操作、エンジンの始動操作等を遠隔操作するリモコン発信機の電池電源として、振動により発電する発電手段を接続した二次電池を用いることにより、リモコン発信機をキーホルダ状にエンジンキーからぶら下げた状態にしておくと、走行中の自動車の揺れにより発電手段が発電する電力により二次電池を充電することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、回転体や移動体の動きにより発電する発電手段により二次電池を充電することができるので、これまで充電が不可能であった機器の電池電源として二次電池を用いることができる。また、二次電池を充電するために充電器を用意したり、充電のために機器の使用が中断されることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る二次電池電源装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ 二次電池電源装置
２ 二次電池
３ 発電手段
４ 充放電制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ等の回転体に装着された電子機器の電源とする二次電池電源装置に関し、特に、回転体の回転を利用して発電した発電電力により二次電池に充電する機能を備えた二次電池電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの空気圧の減少は事故や燃料消費率の低下に直結するため、タイヤ空気圧の監視が必要であり、走行中であっても空気圧の減少を運転者に報知することを目的としてタイヤ空気圧検出装置が開発されている。タイヤ空気圧検出装置は、複数のタイヤそれぞれに装着され、各タイヤ空気圧検出装置は検出した空気圧データを空気圧監視装置に送信するので、運転者は空気圧監視装置からタイヤ空気圧の減少やパンク等の状態を走行中でも知ることができる。
【０００３】
タイヤ空気圧検出装置はタイヤに装着されるため、タイヤバランスの障害とならないように小型で且つ過酷な回転あるいは振動により故障が生じないように堅牢な構造に形成される。また、電源となる電池も着脱できない固定状態に装着され、構成要素の全てをモールドにより一体構造に構成されるので、製造時点から電池が接続された状態にあるため、タイヤに装着されるまでの保管状態でも動作して電力消費が発生し、電池が消耗する。
【０００４】
この電池消耗を抑えるべく、検出されたタイヤ空気圧が所定圧力である状態が一定期間継続した場合に空気圧監視装置に対するデータ送信を停止するタイヤ空気圧検出装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６２４１９号公報（第２〜３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記タイヤ空気圧検出装置の電源となる電池は一次電池であり、電池の消耗を抑制したとしても電池が寿命に達したとき、即ち電池切れの状態になったときには、タイヤ空気圧検出装置そのものを交換することになり、タイヤ空気圧検出装置は使用可能な状態であっても廃棄される無駄が生じる。
【０００７】
このような回転体あるいは移動体に装着する機器の電池電源として二次電池が適用できると機器の使用可能期間を延長することができるが、回転体に装着された二次電池に充電電力を供給することはできない。
【０００８】
そこで、二次電池を用いた電源装置自体に、回転体の回転を利用して発電する発電機能を設けることにより、電源装置を使用する機器が移動体や回転体に装備されているような場合にでも二次電池を充電することが可能となり、機器の使用可能期間を長くすることができる。
【０００９】
本発明が目的とするところは、二次電池を充電するための充電接続が不可能な場合でも二次電池に対する充電を可能にする充電機能を備えた二次電池電源装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る二次電池電源装置は、回転体もしくは移動体に装着された二次電池と、前記回転体の回転運動もしくは移動体の移動運動を利用して発電し、前記二次電池に充電電力を供給する発電手段と、この発電手段から出力された発電電力による二次電池の充電及び二次電池の放電を制御する充放電制御回路とを備えてなることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、回転体の回転運動や移動体の移動運動を利用して発電する発電手段が設けられているので、発電手段により発電される発電電力により二次電池を充電することができる。従って、回転体や移動体に装着されて充電電力を供給できない機器の電池電源装置として二次電池を用いても充電が可能になり、一次電池を電源として用いた場合に一次電池の消耗と共に機器の使用が不可となることはなく、回転体や移動体に装着する機器の使用可能期間を延長させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施の形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１は、実施形態に係るタイヤ空気圧検出装置１０の電源として構成された二次電池電源装置１の構成を示すものである。タイヤ空気圧検出装置１０は、自動車の各タイヤ毎に装着され、圧力センサ１３によって検出されたタイヤ空気圧のデータをマイコン１２に入力することにより、マイコン１２で処理された空気圧測定データは送信回路１５からアンテナ１６を通じて自動車に装備された総合監視装置に送信されるように構成されている。総合監視装置はタイヤ空気圧を含む走行上のデータを収集して異常が検出されたときには、ダッシュボード上に異常状態を識別表示して運転者に報知する。
【００１４】
前記タイヤ空気圧検出装置１０はコイン型リチウムイオン二次電池として形成された二次電池２を電源として動作する。この二次電池２には、充電電力を供給するための発電手段３が接続されている。発電手段３は、タイヤの回転を利用して回転錘を回転させて発電する公知の回転力発電機、あるいはタイヤの回転により圧電体に変位を与えて発電する公知の圧電発電機などを適用することができる。これらの回転力発電機や圧電発電機は主として腕時計の刻時、運針用の電源として構成されたものが知られており、腕の動きによって作動する。本実施形態の場合にはタイヤの回転によって作動するので大きな駆動力が得られ、より大きな発電出力が得られる。
【００１５】
タイヤ空気圧検出装置１０はタイヤに装着されるため、タイヤバランスの障害とならないように小型で且つ過酷な回転あるいは振動により故障が生じないように堅牢な構造に形成する必要があり、構成要素の全てをモールドにより一体に構成され、製造時点から二次電池が接続された状態にあるため、保管状態でも動作して電力消費が発生し、二次電池２は放電が継続されることになる。二次電池２として適用したリチウムイオン二次電池は、満充電状態で保存、特に満充電状態で高温保存された場合に劣化するので、充電量が少ない状態で出荷される。従って、タイヤ空気圧検出装置１０に装着されたタイヤ空気圧検出装置が製造されてタイヤに装着されるまでの保管期間が長くなった場合や、タイヤにタイヤ空気圧検出装置が装着された自動車が走行することなく保管されている期間が長くなった場合には、二次電池２は放電の継続により放電終止状態になる可能性があるが、自動車が走行することにより発電手段３により発電が開始されて二次電池２が充電されるので、自動車の走行開始によりタイヤ空気圧検出装置１０は動作状態となる。
【００１６】
発電手段３による二次電池２の充電は、二次電池２がタイヤ空気圧検出装置１０に動作電力を供給している状態で発電手段３からの充電電力で充電されるようにフロート充電がなされるように充放電制御回路４が設けられている。また、充放電制御回路４には、二次電池２が過放電あるいは過充電の状態になって劣化しないように電池保護機能が設けられている。即ち、二次電池２の電圧が放電終止電圧となる下限電圧を検出したとき、タイヤ空気圧検出装置１０に対する電力供給を遮断する動作を行い、二次電池２の電圧が充電禁止電圧となる上限電圧を検出したとき、発電手段３から二次電池２に充電電力を供給する充電回路を遮断する動作を行う。
【００１７】
自動車が長期間にわたって走行しない状態にあってもタイヤ空気圧検出装置１０は動作しているので、二次電池２は放電状態が継続される。このとき二次電池２が前記放電終止電圧に至るまで放電し、充放電制御回路４により放電停止に制御されても、自動車は走行していないのでタイヤ空気圧検出装置１０が停止状態となっても差し支えはない。自動車が走行開始すると発電手段３は発電するので、二次電池２に対して充電がなされると共にタイヤ空気圧検出装置１０に動作電力が供給されてその機能が動作状態になる。
【００１８】
一方、自動車の走行が継続されて発電手段３による発電電力により二次電池２が充電され、二次電池２が満充電状態になると、二次電池２の電圧は充電禁止電圧まで上昇するので、充放電制御回路４は充電回路を遮断して充電を停止させ、二次電池２が過充電により劣化することを防止する。充電が停止され、放電が継続されると二次電池２の電圧は充電禁止電圧から低下するので、充放電制御回路４は二次電池２の電圧が所定電圧以下になると充電回路の遮断を解除するので、発電手段３からの充電電力により二次電池２に対する充電が開始される。
【００１９】
上記実施形態は、回転体である自動車タイヤの空気圧検出装置の電源として二次電池電源装置１０を構成した例を示したが、これに限られるものではない。例えば、スポーツ用自転車に搭載されて走行距離、走行速度、時間等を計測して表示するサイクルメータにおいて、自転車の走行により回転する小型のプロペラにより小型の発電機を回転させて発電し、二次電池２を充電することにより、一次電池を用いた場合に頻繁に電池交換する無駄を排除し、尾灯等の点灯などに電池電力を供給することができる電池容量の拡大を図ることができ、自転車走行の安全を向上させることができる。
【００２０】
また、自動車のドアロックの開閉操作や盗難防止装置のオン／オフ操作、エンジンの始動操作等を遠隔操作するリモコン発信機の電池電源として、振動により発電する発電手段を接続した二次電池を用いることにより、リモコン発信機をキーホルダ状にエンジンキーからぶら下げた状態にしておくと、走行中の自動車の揺れにより発電手段が発電する電力により二次電池を充電することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、回転体や移動体の動きにより発電する発電手段により二次電池を充電することができるので、これまで充電が不可能であった機器の電池電源として二次電池を用いることができる。また、二次電池を充電するために充電器を用意したり、充電のために機器の使用が中断されることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る二次電池電源装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ 二次電池電源装置
２ 二次電池
３ 発電手段
４ 充放電制御回路
Claims (1)
- 回転体もしくは移動体に装着された二次電池と、前記回転体の回転運動もしくは移動体の移動運動を利用して発電し、前記二次電池に充電電力を供給する発電手段と、この発電手段から出力された発電電力による二次電池の充電及び二次電池の放電を制御する充放電制御回路とを備えてなることを特徴とする二次電池電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003068467A JP2004281126A (ja) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | 二次電池電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003068467A JP2004281126A (ja) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | 二次電池電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004281126A true JP2004281126A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33285791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003068467A Pending JP2004281126A (ja) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | 二次電池電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004281126A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005090101A1 (ja) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | タイヤ側装着電子装置 |
| JP2006151372A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-06-15 | Soc D Technologie Michelin | 回転するタイヤの機械エネルギーから電力を発生するシステム及び方法 |
| JP2008545986A (ja) * | 2005-06-10 | 2008-12-18 | ソシエテ ドゥ テクノロジー ミシュラン | 電子装置パッケージ・ハウジングに取り付けらている圧電センサの使用 |
| EP2070134A2 (en) * | 2006-09-20 | 2009-06-17 | Oak Ridge Micro-energy | Thin film battery hermetic package |
| JP2012051429A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Pacific Ind Co Ltd | タイヤセンサ及びタイヤ状態監視装置 |
-
2003
- 2003-03-13 JP JP2003068467A patent/JP2004281126A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005090101A1 (ja) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | タイヤ側装着電子装置 |
| US7377157B2 (en) | 2004-03-22 | 2008-05-27 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Tire-side-mounted electronic device |
| JP2006151372A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-06-15 | Soc D Technologie Michelin | 回転するタイヤの機械エネルギーから電力を発生するシステム及び方法 |
| JP2008545986A (ja) * | 2005-06-10 | 2008-12-18 | ソシエテ ドゥ テクノロジー ミシュラン | 電子装置パッケージ・ハウジングに取り付けらている圧電センサの使用 |
| EP2070134A2 (en) * | 2006-09-20 | 2009-06-17 | Oak Ridge Micro-energy | Thin film battery hermetic package |
| EP2070134A4 (en) * | 2006-09-20 | 2009-12-30 | Oak Ridge Micro Energy | HERMETIC PACKAGING FOR A THIN FILM BATTERY |
| JP2012051429A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Pacific Ind Co Ltd | タイヤセンサ及びタイヤ状態監視装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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