JP2004282851A - 熱電変換素子によるホイール内発電 - Google Patents

熱電変換素子によるホイール内発電 Download PDF

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Shuichi Muramatsu
修一 村松
Masayasu Ito
正泰 伊東
Shigeo Yasusato
繁雄 安里
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Abstract

【課題】車のホイールハブ内ベアリング発生熱とホイール放熱の温度勾配を、ペルチェ効果素子による熱電変換効果を以って電気エネルギーを発生させる機構を提供する。発生熱を有効に利用する為車軸ベアリング部に近接したホイールハブ部に高熱伝導率板を利用する事を構造的特色とする。この電力は、ホイール・タイヤ内状況を常時検知するセンサーシステム駆動電力とする他、電力の異常値を検出する事により車軸部の異常を同時に検出するシステムをも提供可能とする。
【解決手段】車軸中心部の熱源をペルチェ素子を利用し効率的に熱電変換利用した。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車のホイールハブ内ベアリング（５）と、ホイール（３）側放熱勾配を効率よく電力変換するペルチェ効果システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車のタイヤ、ホイールを含む回転部分の圧力、温度等検出するセンサー電子回路の電力確保については１次電池または２次電池を採用するか、特願平３−１６９５４８公報の如く電磁誘導による発電、太陽電池を採用するものであった。
【０００３】
しかし、電池搭載については使用時間制限、過酷環境下での化学材料使用による劣化また太陽電池仕様については暗部走行、夜間走行では使用を制限される等走行常時計測には不適であった。
【０００４】
また発電システムが車体、タイヤを含むホイール等複数のメーカー関与、消耗部材交換時の性能維持の問題点についても検討課題が多い。
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、車の走行時におけるタイヤ、ホイール状態を常時検出するためセンサーシステム駆動電力を長期間確保しまた保守性安全性を確保する事。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車の走行中に発生するホイールハブ内ベアリング摩擦熱の効率的な利用と、ホイール放熱による熱勾配をペルチェ効果素子により電力に換え、またブレーキ部回転部材であるディスク板、ブレーキライニング熱を走行停止時まで電力確保に活用し各種センサー検知用に提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
車軸ハブユニット内センタリングブッシュとホイールが接する一部に、ペルチェ素子を格納する。
【０００７】
【実施例】
図１は、本発明装置の実施例。図２はこの発電システムを利用したタイヤセンサシステム例を示す。また図３には請求項５に記載した効率的熱伝導部材の構造を示す。
【発明の効果】
以上説明したように本発明のタイヤホイール内ペルチェ発電により、車の低速走行から高速走行まで安定した電力を供給可能とした。金属材料を主とする構成が可能なため過酷な環境下での耐久性も良く、部材を車軸付近に設置する事が可能なことからホイールバランスに対しても殆ど影響がない。また消耗部材がないので保守性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホイールハブにペルチェ素子装着説明図である。
【図２】ペルチェ効果電力利用システム説明図である。
【図３】高熱伝導効率部材の構造図である。
【符号の説明】
１．ペルチェ素子
２．熱伝導板
３．ホイール
４．ブレーキディスク
５．ベアリング
６．車軸
７．電力配線
８．センターリングブッシュ

Claims (5)

  1. タイヤ車軸回転によりハブユニット内ベアリング（５）に発生する摩擦熱と、ハブユニットに連結するホイール（３）放熱による熱勾配をペルチェ素子（１）により電力に換える機構。
  2. 請求項１による機構により車軸回転機構部の摩擦熱と放熱部熱差エネルギーを電力とし、この機構とともに回転するタイヤの内圧、温度、振動等検知する各種センサー、および当該センサー用アンプ、これらのセンサー情報を車体側設置の情報受信設備に送信する無線機器もしくはパッシブ型無線タグを駆動するペルチェ効果利用の電力発生機構。
  3. タイヤ車軸の高速回転時または中速回転時は請求項１による熱勾配を利用し請求項２電子機器の電力とし、ブレーキング減速時もしくは回転停止時にはブレーキキャリア内ブレーキパッドとブレーキディスク（４）で発生した摩擦熱とホイール熱勾配を請求項２で記載した電力とする機構。
  4. 請求項３で述べたタイヤ内情報とともに、車軸ハブユニット内での異常電力の検知も可能なことから、請求項２で記載の無線機器もしくはパッシブ型無線タグによる車体側への警報発報を走行時常時可能とするシステム。
  5. 車軸ハブユニットのセンターリングブッシュ部（８）とホイール内ペルチェ素子（１）を高伝導率金属、例えば銅で密着し、冷却機能部材でもあるホイール本体（３）、ブレーキディスク（４）への熱拡散時間より速やかに車軸発生熱をペルチェ素子側（１）に熱伝導する機構を提供する。
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