JP2009189120A - Power generation mechanism for vehicle - Google Patents

Power generation mechanism for vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2009189120A
JP2009189120A JP2008025188A JP2008025188A JP2009189120A JP 2009189120 A JP2009189120 A JP 2009189120A JP 2008025188 A JP2008025188 A JP 2008025188A JP 2008025188 A JP2008025188 A JP 2008025188A JP 2009189120 A JP2009189120 A JP 2009189120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
wheel
vehicle
power generation
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008025188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kitajima
健二 北島
Kohei Yoshikawa
浩平 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2008025188A priority Critical patent/JP2009189120A/en
Publication of JP2009189120A publication Critical patent/JP2009189120A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/041Means for supplying power to the signal- transmitting means on the wheel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generation mechanism for a vehicle simplified in constitution different from a power supply at a vehicle body side. <P>SOLUTION: The power generation mechanism 100 for the vehicle is mounted to the vehicle having wheels, and includes coils 110 and magnets 120. One of the coil 110 and the magnet 120 is mounted to the wheel H of the vehicle. The other of the coil 110 and the magnet 120 is mounted to a brake mechanism which does not rotate with respect to the wheel H of the vehicle. Then, the power generation mechanism is constituted so as to generate an induction current at the coil 110 by the relative movement of the coil 110 and the magnet 120 with the traveling of the vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の走行に伴って発電を行う発電機構に関するものである。   The present invention relates to a power generation mechanism that generates power as a vehicle travels.

タイヤの空気圧が低下した状態で車両が走行すると、パンクする虞があり、安全のために空気圧の監視が必要とされる。例えば米国では、4.5t以上の車両には、空気圧監視装置を装備することが義務付けられている。しかし、通常、空気圧監視装置は、空気圧の状態を運転者に通告乃至は警報するだけであり、実際の空気圧の調整作業は、運転者の側に委ねられていた。そのため、運転者の失念等によって、空気圧の補充が必要であるにもかかわらず、そのまま放置され、思わぬトラブルが発生する虞もある。このようなことから、自動的にタイヤ内に空気の充填ができるようにしたタイヤやホイールが提案されるようになった。   If the vehicle travels with the tire pressure lowered, there is a risk of puncture, and monitoring of the air pressure is required for safety. For example, in the United States, vehicles over 4.5t are required to be equipped with an air pressure monitoring device. However, normally, the air pressure monitoring device merely notifies or warns the driver of the air pressure state, and the actual air pressure adjustment operation is left to the driver. Therefore, due to the driver's forgetfulness and the like, although the air pressure needs to be replenished, it may be left as it is and an unexpected trouble may occur. For this reason, tires and wheels that can automatically fill the tire with air have been proposed.

例えば、タイヤ内の気体を加圧又は減圧するポンプ手段と、タイヤ内の圧力を検出する圧力検出手段とをホイールに設け、圧力検出手段からの出力信号に基づいて、ポンプ手段の作動を制御する制御手段を備えた空気圧調整装置が提案されている(例えば特許文献1)。この空気圧調整装置のポンプ手段には、固体電解質体の表裏両面に電極を形成したポンプセルや、圧電ポンプが用いられる。   For example, a pump unit that pressurizes or depressurizes the gas in the tire and a pressure detection unit that detects the pressure in the tire are provided on the wheel, and the operation of the pump unit is controlled based on an output signal from the pressure detection unit. An air pressure adjusting device provided with a control means has been proposed (for example, Patent Document 1). As a pump means of this air pressure adjusting device, a pump cell in which electrodes are formed on both the front and back surfaces of a solid electrolyte body or a piezoelectric pump is used.

特開2004−299645号公報JP 2004-299645 A

しかし、特許文献1の発明では、ポンプセルや圧電ポンプ、その動作制御を行う制御手段の他、これら各部に電力を供給する電源は、車体側に設けられている。そのため、タイヤの空気圧の調整に車体側の電源の電力を消費する。さらに、既存の車両に対して、ホイールを交換する程度の簡易な作業で、空気圧の自動調整などに利用できる発電機能をホイールに持たせることができない。   However, in the invention of Patent Document 1, a power source for supplying electric power to these components is provided on the vehicle body side in addition to a pump cell, a piezoelectric pump, and control means for controlling the operation thereof. Therefore, the power of the power source on the vehicle body side is consumed for adjusting the tire air pressure. Furthermore, it is not possible to provide a wheel with a power generation function that can be used for automatic adjustment of air pressure, etc., with a simple work of exchanging the wheel for an existing vehicle.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、車体側の電源とは別に簡易な構成の車両用発電機構を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and one of its purposes is to provide a vehicular power generation mechanism having a simple configuration separately from the power supply on the vehicle body side.

また、本発明の他の目的は、車体側の構造変更を極力少なくし、既存の車両に対しても、主としてホイールの交換を行うことで発電機能を付与できる車両用発電機構を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a vehicle power generation mechanism that can reduce the structural changes on the vehicle body side as much as possible, and can provide a power generation function mainly by exchanging the wheel even for existing vehicles. is there.

本発明の車両用発電機構は、ホイールを備える車両に装着される車両用発電機構であって、マグネット及びコイルを備える。マグネット及びコイルの一方は、車両のホイールに装着される。マグネット及びコイルの他方は、車両のホイールに対して非回転のブレーキ機構に装着される。そして、車両の走行に伴うコイルとマグネットの相対的移動により、コイルに誘導電流が生じるように構成されたことを特徴とする。   The vehicle power generation mechanism according to the present invention is a vehicle power generation mechanism mounted on a vehicle including a wheel, and includes a magnet and a coil. One of the magnet and the coil is attached to a vehicle wheel. The other of the magnet and the coil is attached to a non-rotating brake mechanism with respect to the vehicle wheel. And it is characterized by the fact that an induction current is generated in the coil by the relative movement of the coil and the magnet as the vehicle travels.

この構成によれば、コイルとマグネットという簡易な構成であるため、車両側の構造変更をほとんど伴うことなく発電機構を構築することができる。また、車両走行時のホイールの回転を利用して、コイルとマグネットの相対的移動により、コイルに誘導電流を生じさせることができる。そのため、車両側に搭載されている電源の電力を消費することなく、本発明発電機構により得られた電力を種々の車載電気機器に利用することができる。   According to this structure, since it is a simple structure of a coil and a magnet, a power generation mechanism can be constructed with almost no change in the structure on the vehicle side. In addition, an induction current can be generated in the coil by the relative movement of the coil and the magnet by utilizing the rotation of the wheel during vehicle travel. Therefore, the electric power obtained by the power generation mechanism of the present invention can be used for various on-vehicle electric devices without consuming electric power from a power source mounted on the vehicle side.

本発明の車両用発電機構において、前記コイルは、ホイールを構成するリムの外周に複数個並列されるように構成され、前記マグネットは、各コイルに対して鎖交磁束を生じさせるようにブレーキキャリパーに固定されるように構成されていることが好ましい。   In the vehicular power generation mechanism of the present invention, a plurality of the coils are arranged in parallel on the outer periphery of the rim constituting the wheel, and the magnets are brake calipers so as to generate interlinkage magnetic fluxes for the respective coils. It is preferable that it is comprised so that it may be fixed to.

この構成によれば、ホイールの外周にコイルを配することで、タイヤ内にコイルを収納できるため、外部環境からコイルを保護することができる。また、マグネットをブレーキキャリパーに固定することができるため、車両側の構造変更を極力少なくすることができる。   According to this configuration, since the coil can be stored in the tire by arranging the coil on the outer periphery of the wheel, the coil can be protected from the external environment. Further, since the magnet can be fixed to the brake caliper, the structural change on the vehicle side can be minimized.

本発明の車両用発電機構において、前記コイルは、ホイールを構成するスポークの内側において、ホイールの周方向に複数個並列されるように構成され、前記マグネットは、各コイルに対して鎖交磁束を生じさせるようにブレーキキャリパーに固定されるように構成されていることも好ましい。   In the vehicle power generation mechanism of the present invention, a plurality of the coils are arranged in parallel in the circumferential direction of the wheel inside the spokes constituting the wheel, and the magnet has an interlinkage magnetic flux with respect to each coil. It is also preferable to be configured to be fixed to the brake caliper so as to be generated.

この構成によれば、スポークの内側にコイルを配することで、コイルとマグネットとの間隔を小さくでき、より効率的な発電を行うことができる。また、マグネットをブレーキキャリパーに固定することができるため、車両側の構造変更を極力少なくすることができる。   According to this configuration, by arranging the coil inside the spoke, the interval between the coil and the magnet can be reduced, and more efficient power generation can be performed. Further, since the magnet can be fixed to the brake caliper, the structural change on the vehicle side can be minimized.

本発明の車両用発電機構は、車両走行時のホイールの回転に伴う電磁誘導を利用して、簡易な構成にて効率的な発電を行うことができる。   The power generation mechanism for a vehicle according to the present invention can perform efficient power generation with a simple configuration using electromagnetic induction accompanying rotation of a wheel during vehicle travel.

以下に、本発明の実施の形態に係る発電機構ついて図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, a power generation mechanism according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<実施形態1>
ここでは、走行時のタイヤの回転を利用してコイルとマグネットの電磁誘導にて発電を行い、その電力をタイヤへの空気充填機構の駆動に利用する場合を例として、本発明発電機構を図1〜3に基づいて説明する。図1ではホイールHとタイヤTを一点鎖線で示し、本発明発電機構及び空気充填機構並びにブレーキキャリパーBC及びディスクロータDを太線で示している。
<Embodiment 1>
Here, the power generation mechanism of the present invention is illustrated by taking as an example a case where power is generated by electromagnetic induction of a coil and a magnet using rotation of a tire during traveling, and the power is used for driving an air filling mechanism for the tire. It demonstrates based on 1-3. In FIG. 1, the wheel H and the tire T are indicated by a one-dot chain line, and the power generation mechanism, the air filling mechanism, the brake caliper BC, and the disc rotor D of the present invention are indicated by bold lines.

図1、2は本実施形態の発電機構100をホイールHに取り付け、さらにそのホイールHにタイヤTを装着した状態を示す。コイル110はホイールHに装着され、マグネット120はブレーキキャリパーBCに装着される。そして、このホイールは、発電機構100の発電電力を蓄電するバッテリ2(蓄電手段)、バッテリ2からの電力により駆動されるモータ31及びピストンポンプ32(空気供給手段3)、このモータの動作を制御する制御手段4及び減圧バルブ5を備える。   1 and 2 show a state in which the power generation mechanism 100 of this embodiment is attached to a wheel H, and a tire T is attached to the wheel H. The coil 110 is mounted on the wheel H, and the magnet 120 is mounted on the brake caliper BC. The wheel controls the battery 2 (power storage means) that stores the power generated by the power generation mechanism 100, the motor 31 and the piston pump 32 (air supply means 3) that are driven by the power from the battery 2, and the operation of the motor. Control means 4 and pressure reducing valve 5 are provided.

まず、発電機構100は、ホイールHの回転運動エネルギーを電気エネルギーに変換出力する。この発電機構100を構成するコイル110とマグネット120のうち、複数のコイル110はホイールのリムHLの外周に固定されている。各コイル110をホイールのリムHLの外周に配置することで、後述する実施形態2に比べて多数のコイル110を用いることができる。各コイル110は、絶縁被覆を有する銅線をらせん状に成形したもので、その軸方向がホイールHの径方向に沿うように、リムHLの外周にほぼ一定間隔で配列されている。例えば、φ0.5mmの丸銅線を、φ40mm、長さ10mmに成形したコイル110を利用することができる。一方、マグネット120は、ホイールHに対して非回転のブレーキキャリパーBCにおけるホイールHの外周側に一つ固定されている。つまり、マグネット120はホイールHを介してコイル110に鎖交磁束を発生させるように配置されることになる。マグネット120のブレーキキャリパーBCへの固定は、ねじ止めなどの適宜な手段が利用できる。このようなコイル110とマグネット120の配置により、走行時、ホイールHが回転すると、マグネット120に対して各コイル110が周回されることになり、電磁誘導によりコイル110には誘導電流が発生する。なお、ここでのマグネット120は、電磁石でも永久磁石でもよい。本例では、マグネット12を永久磁石としたが、電磁石の場合、励磁のための電力は、車体側のバッテリ(図示略)から供給してもよいし、ホイール側のバッテリ2から可動カプラなどを介して供給してもよい。また、ブレーキは、キャリパーBCのピストンPiを駆動してブレーキパッドPaでディスクロータDを挟持するディスクブレーキとしているが(図2)、ブレーキの構成がディスクブレーキに限定されるわけではない。   First, the power generation mechanism 100 converts the rotational kinetic energy of the wheel H into electric energy and outputs it. Among the coils 110 and magnets 120 constituting the power generation mechanism 100, a plurality of coils 110 are fixed to the outer periphery of the wheel rim HL. By arranging each coil 110 on the outer periphery of the rim HL of the wheel, a larger number of coils 110 can be used than in the second embodiment described later. Each coil 110 is formed by spirally forming a copper wire having an insulating coating, and is arranged on the outer periphery of the rim HL at substantially constant intervals so that the axial direction thereof is along the radial direction of the wheel H. For example, a coil 110 formed by forming a round copper wire of φ0.5 mm into a length of φ40 mm and a length of 10 mm can be used. On the other hand, one magnet 120 is fixed to the outer peripheral side of the wheel H in the brake caliper BC that does not rotate with respect to the wheel H. That is, the magnet 120 is arranged so as to generate an interlinkage magnetic flux in the coil 110 via the wheel H. For fixing the magnet 120 to the brake caliper BC, appropriate means such as screwing can be used. With such an arrangement of the coil 110 and the magnet 120, when the wheel H rotates during traveling, each coil 110 is circulated with respect to the magnet 120, and an induced current is generated in the coil 110 by electromagnetic induction. Here, the magnet 120 may be an electromagnet or a permanent magnet. In this example, the magnet 12 is a permanent magnet, but in the case of an electromagnet, the power for excitation may be supplied from a battery (not shown) on the vehicle body side, or a movable coupler or the like may be supplied from the battery 2 on the wheel side. You may supply via. The brake is a disc brake that drives the piston Pi of the caliper BC and clamps the disc rotor D with the brake pad Pa (FIG. 2), but the configuration of the brake is not limited to the disc brake.

バッテリ2は、発電機構100から得られる電気エネルギーを蓄電する(図1〜3)。このバッテリ2には二次電池が好適に利用できる。例えば、単三電池3本程度でもモータ31及び制御手段4の駆動に必要な電力を供給できる。バッテリ2の他、所定の容量が得られれば、コンデンサ、電気二重層キャパシタなどを蓄電手段に利用してもよい。   The battery 2 stores electric energy obtained from the power generation mechanism 100 (FIGS. 1 to 3). A secondary battery can be suitably used for the battery 2. For example, even about three AA batteries can supply power necessary for driving the motor 31 and the control means 4. In addition to the battery 2, if a predetermined capacity is obtained, a capacitor, an electric double layer capacitor, or the like may be used as the power storage means.

ピストンポンプ32は、外気を圧縮してタイヤ内に圧縮空気を供給する。例えば、内径φ6mm、長さ10mm程度の小型のものが好適に利用できる。本例では、このピストンポンプ32の駆動にモータ31を用いている。ここで用いるモータ31は、出力が数W(10W以下)程度の小型のものでよい。勿論、ピストンポンプ32以外のものであっても、空気の圧縮とタイヤTへの供給が可能でホイールHに装着可能なサイズであれば、空気供給手段として利用できる。   The piston pump 32 compresses the outside air and supplies the compressed air into the tire. For example, a small one having an inner diameter of φ6 mm and a length of about 10 mm can be suitably used. In this example, the motor 31 is used to drive the piston pump 32. The motor 31 used here may be a small motor whose output is about several W (10 W or less). Of course, other than the piston pump 32 can be used as air supply means as long as it can compress air and supply it to the tire T and can be mounted on the wheel H.

制御手段4は、CPUを備え、モータ31の駆動を制御してピストンポンプ32の動作を制御する。タイヤTの空気圧の調整は、頻繁に行う必要はないため、一定間隔、例えば3日に一度とか一週間に一度などの間隔で空気の充填を行う。つまり、制御手段4は、タイマー部と、プログラムで予め設定された上記間隔ごとにモータ31(ピストンポンプ32)を駆動させる駆動指令部とを備える。   The control means 4 includes a CPU and controls the operation of the piston pump 32 by controlling the drive of the motor 31. Since it is not necessary to frequently adjust the air pressure of the tire T, air filling is performed at regular intervals, for example, once every three days or once a week. That is, the control means 4 includes a timer unit and a drive command unit that drives the motor 31 (piston pump 32) at each interval set in advance by a program.

減圧バルブ5は、タイヤT内の空気圧が適正圧を超えた場合、自動的にタイヤT内の空気を外部に放出することで、タイヤT内が過加圧になることを抑制する。   When the air pressure in the tire T exceeds an appropriate pressure, the pressure reducing valve 5 automatically releases the air in the tire T to the outside, thereby suppressing the inside of the tire T from being overpressurized.

上述した複数のコイル110、バッテリ2、モータ31、ピストンポンプ32、制御手段4、減圧バルブ5は、全てリムHLに固定されており、減圧バルブ5がリムHLの内外周に連通可能な構成となっているほか、他の構成部材は全てリムHLの外周、つまりタイヤTの内部に固定されている。   The plurality of coils 110, the battery 2, the motor 31, the piston pump 32, the control unit 4, and the pressure reducing valve 5 are all fixed to the rim HL, and the pressure reducing valve 5 can communicate with the inner and outer circumferences of the rim HL. In addition, all other components are fixed to the outer periphery of the rim HL, that is, inside the tire T.

このような発電機構によれば、車両の走行時、ホイールH(タイヤT)が回転することにより、電磁誘導によりコイル110に誘導電流を発生させ、その電気エネルギーをバッテリ2に蓄えることができる。そして、上記の空気充填機構によれば、一定期間ごとに、バッテリ2からの電力を利用してモータ31(ピストンポンプ32)を駆動することで、自動的にタイヤTの空気圧を適正に調整することができる。タイヤT内への空気の充填が過剰となった場合、減圧バルブ5が作動して、タイヤ内の空気を自動的に外部に放出するため、タイヤ内が過加圧となることもない。   According to such a power generation mechanism, when the vehicle travels, the wheel H (tire T) rotates, so that an induction current is generated in the coil 110 by electromagnetic induction, and the electric energy can be stored in the battery 2. And according to said air filling mechanism, the motor 31 (piston pump 32) is driven appropriately using the electric power from the battery 2 for every fixed period, and the air pressure of the tire T is automatically adjusted appropriately. be able to. When the air is excessively filled in the tire T, the pressure reducing valve 5 is operated to automatically release the air in the tire to the outside, so that the inside of the tire is not overpressurized.

また、複数のコイル110、バッテリ2、モータ31、ピストンポンプ32、制御手段4及び減圧バルブ5は、全てホイールHに固定されているため、既存の車両のホイールを、本発明の発電機構に加え空気充填機構を装着したホイールHに交換し、ブレーキキャリパーBCにマグネット120を装着するだけで、既存の車両に対して発電機能及び自動空気充填機能を付加することができる。特に、複数のコイル110、バッテリ2、モータ31、ピストンポンプ32、制御手段4及び減圧バルブ5はタイヤT内に収納されているため、外部環境からも保護される。   Further, since the plurality of coils 110, the battery 2, the motor 31, the piston pump 32, the control means 4 and the pressure reducing valve 5 are all fixed to the wheel H, an existing vehicle wheel is added to the power generation mechanism of the present invention. A power generation function and an automatic air filling function can be added to an existing vehicle by simply replacing the wheel H equipped with an air filling mechanism and attaching the magnet 120 to the brake caliper BC. In particular, since the plurality of coils 110, the battery 2, the motor 31, the piston pump 32, the control means 4, and the pressure reducing valve 5 are housed in the tire T, they are also protected from the external environment.

さらに、コイル110に生じた誘導電流を、バッテリ2を介して制御手段4及びモータ31の作動に利用するまでの電流経路を全てホイールH側で行うことができるため、車体側とホイールH側とを可動カプラなどを介して電気的に接続する必要もない。   Furthermore, since all the current paths until the induced current generated in the coil 110 is used for the operation of the control means 4 and the motor 31 via the battery 2 can be performed on the wheel H side, the vehicle body side and the wheel H side Is not required to be electrically connected via a movable coupler or the like.

そして、安価なコイル110を複数とし、高価なマグネット120を単一としているため、マグネットを複数、コイルを単数とする場合に比べて、経済的にも優れた発電機構とすることができる。   Since a plurality of inexpensive coils 110 and a single expensive magnet 120 are used, a power generation mechanism that is economically superior to the case of using a plurality of magnets and a single coil can be provided.

その他、本例の変形例としては、さらにバッテリの充電状態の検知手段をホイールに設け、単に一定期間ごとに空気の充填を行うのではなく、一定期間が経過し、かつバッテリの充電状態が一定の規定状態以上である場合に空気の充填を行うようにしてもよい。例えば、充電状態の検知手段として、バッテリの電圧センサを設け、制御手段が備える判定部により電圧センサの検知結果が一定の閾値以上であるかどうかを判断する。そして、検知結果が閾値以上の場合にバッテリからモータに電力を供給して空気の充填を行い、閾値未満の場合には空気の充填を見送るようにしてもよい。   In addition, as a modified example of this example, a battery charge state detection means is further provided on the wheel, and not a simple charge of air every fixed period, but a fixed period has elapsed and the charged state of the battery is constant. The air may be filled when the specified state is exceeded. For example, a battery voltage sensor is provided as a charging state detection unit, and a determination unit included in the control unit determines whether the detection result of the voltage sensor is equal to or greater than a certain threshold value. Then, when the detection result is equal to or greater than the threshold value, power may be supplied from the battery to the motor for air filling, and when the detection result is less than the threshold value, the air filling may be forgotten.

他の変形例としてはコイル、バッテリ、モータ、ピストンポンプ、制御手段を全て帯状の連結部材で一体とすることが挙げられる。この連結部材をホイールの外周に巻き付けて、連結部材の両端部同士を結合することで、ホイールに発電機構の一部及び空気充填機構の各構成部材を容易に装着することができる。連結部材の材質としては、可撓性があり、かつコイルとマグネットの電磁誘導時に渦電流が生じないよう、プラスチックなどの非導電性材料が好適である。   As another modified example, a coil, a battery, a motor, a piston pump, and a control means are all integrated with a belt-like connecting member. By wrapping the connecting member around the outer periphery of the wheel and connecting both ends of the connecting member, a part of the power generation mechanism and each component of the air filling mechanism can be easily attached to the wheel. The material of the connecting member is preferably a non-conductive material such as plastic so that it is flexible and does not generate eddy currents during electromagnetic induction of the coil and magnet.

さらに別の変形例としては、発電機構の発電電圧が低い場合、必要に応じて、昇圧手段を設け、昇圧した電圧にてバッテリを充電することが好ましい(以下の実施形態2、3でも同様)。   As yet another modification, when the power generation voltage of the power generation mechanism is low, it is preferable to provide boosting means as necessary and charge the battery with the boosted voltage (the same applies to the following second and third embodiments). .

なお、この実施形態では、発電機構の電力をタイヤへの空気充填機構の駆動に用いているが、本発明の発電機構から電力供給を受ける機器は、空気充填機構に限定されるわけではない。例えば、本発明発電機構の電力を、可動カプラなどを介して車体側のバッテリに蓄電させ、エアコン、カーステレオ、ワイパーなど、車載電装品の駆動の補助に用いても良い。   In this embodiment, the power of the power generation mechanism is used to drive the air filling mechanism to the tire, but the device that receives power supply from the power generation mechanism of the present invention is not limited to the air filling mechanism. For example, the power of the power generation mechanism of the present invention may be stored in a battery on the vehicle body side via a movable coupler and used to assist in driving in-vehicle electrical components such as an air conditioner, a car stereo, and a wiper.

<実施形態2>
次に、コイルとマグネットの配置を実施形態1と異ならせた本発明の実施形態を図4に基づいて説明する。本例は、コイルとマグネットの配置が異なる点を除いて、他の構成は実施形態1と同様である。以下の説明は、相違点を中心に行う。
<Embodiment 2>
Next, an embodiment of the present invention in which the arrangement of coils and magnets is different from that of the first embodiment will be described with reference to FIG. This example is the same as the first embodiment except that the arrangement of the coil and the magnet is different. The following description will focus on the differences.

ここでは、複数コイル110は、ホイールHのスポークHSの内側において、ホイールHの周方向に並列されるよう固定されている。つまり、コイル110の軸方向がホイールHの軸方向に沿うようにコイル110が配されている。このコイル110のホイールHへの配置は、例えば各コイル110を環状の非導電性材料からなるプレート(図示略)を用い、予め直列接続された各コイル110をプレート上に固定しておき、そのプレートをスポークHSに固定するようにすることが好ましい。一方、単一のマグネット120は、回転してきた各コイル110とコイル110の軸方向に隙間をもって対面するように、ブレーキキャリパーBCの外側に固定されている。   Here, the plurality of coils 110 are fixed so as to be juxtaposed in the circumferential direction of the wheel H inside the spoke HS of the wheel H. That is, the coil 110 is arranged so that the axial direction of the coil 110 is along the axial direction of the wheel H. The arrangement of the coils 110 on the wheel H is performed by, for example, using a plate (not shown) made of an annular non-conductive material for each coil 110 and fixing the coils 110 connected in series on the plate in advance. It is preferable to fix the plate to the spoke HS. On the other hand, the single magnet 120 is fixed to the outside of the brake caliper BC so as to face each other with the gap in the axial direction of each coil 110 that has rotated.

本例の構成によれば、コイル110とマグネット120との間に隙間があるだけであり、両者の間にホイールHが介在されている実施形態1に比べて、隙間の管理が行い易い。特に、コイル110とマグネット120の双方がタイヤの外部に配されているため、コイル110とマグネット120の隙間を目視にて容易に確認できる。また、コイル110の配置箇所が実施形態1に比べてホイールHの内周側であるため、コイル110の配置数を実施形態1に比べて少なくすることができる。さらに、両者の間隔を実施形態1に比べて狭くできる。ここで、コイル110とマグネット120との隙間が小さいほど発電電力を大きくできる。そのため、より効率的な発電を行うことができる。   According to the configuration of this example, there is only a gap between the coil 110 and the magnet 120, and it is easier to manage the gap than in the first embodiment in which the wheel H is interposed between the two. In particular, since both the coil 110 and the magnet 120 are arranged outside the tire, the gap between the coil 110 and the magnet 120 can be easily confirmed visually. Further, since the arrangement location of the coils 110 is on the inner peripheral side of the wheel H as compared with the first embodiment, the number of arrangement of the coils 110 can be reduced as compared with the first embodiment. Furthermore, the distance between the two can be made narrower than in the first embodiment. Here, the generated power can be increased as the gap between the coil 110 and the magnet 120 is smaller. Therefore, more efficient power generation can be performed.

(試算例)
実施形態1の発電機構と、実施形態2の発電機構を用いて、発電電力を試算した。ここでは、実施形態1としてコイルとマグネットの間隔を30mm、実施形態2としてコイルとマグネットの間隔を10mm、5mmとし、その各々について車速と発電電力との関係を調べた。その結果を図5に示す。
(Example calculation)
The generated power was estimated using the power generation mechanism of the first embodiment and the power generation mechanism of the second embodiment. Here, the distance between the coil and the magnet is 30 mm as the first embodiment, the distance between the coil and the magnet is 10 mm and 5 mm as the second embodiment, and the relationship between the vehicle speed and the generated power is examined for each. The result is shown in FIG.

このグラフから明らかなように、コイルとマグネットの間隔が小さいほど発電電力が大きいことがわかる。特に、車速が上がるほど発電電力が累進的に大きくなることがわかる。また、実施形態1において、コイルの数を18個とし、コイルとマグネットの間隔を30mmとした場合と、実施形態2において、コイルの数を10個とし、コイルとマグネットの間隔を5mmとした場合とでは、実施形態2の方が、発電電力が大きかった。   As is apparent from this graph, the smaller the distance between the coil and the magnet, the greater the generated power. In particular, it can be seen that the generated power increases progressively as the vehicle speed increases. In the first embodiment, the number of coils is 18 and the distance between the coils and the magnet is 30 mm. In the second embodiment, the number of coils is 10 and the distance between the coils and the magnet is 5 mm. Then, the generated power was larger in the second embodiment.

<実施形態3>
以上の実施形態1〜2では、複数のコイルをホイールに設け、単一のマグネットをブレーキキャリパーに設けたが、逆に、複数のマグネットをホイールに設け、単一のコイルをブレーキキャリパーに設けてもよい。その場合、複数のマグネットをホイールのリムの外周か、スポークの内側に設ければよい。そして、コイルがブレーキキャリパーに設けられているため、コイルに発生した誘導電流は、車体側から可動カプラなどを介してホイール側のバッテリに供給する。この構成によれば、多数のマグネットを用いることで、高い出力の発電を行うことができる。
<Embodiment 3>
In Embodiments 1 and 2 above, a plurality of coils are provided on the wheel and a single magnet is provided on the brake caliper. Conversely, a plurality of magnets are provided on the wheel and a single coil is provided on the brake caliper. Also good. In that case, a plurality of magnets may be provided on the outer periphery of the wheel rim or on the inside of the spoke. Since the coil is provided in the brake caliper, the induced current generated in the coil is supplied from the vehicle body side to the wheel side battery via a movable coupler or the like. According to this configuration, high output power generation can be performed by using a large number of magnets.

なお、本発明の範囲は、上述した各種実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能であることは言うまでもない。   The scope of the present invention is not limited to the various embodiments described above, and it goes without saying that various modifications are possible.

本発明の発電機構は、走行中のホイールの回転動作を利用して効率的に発電を行うことができ、車両の発電機構として好適に利用することができる。   The power generation mechanism of the present invention can efficiently generate power using the rotating operation of the wheel while traveling, and can be suitably used as a power generation mechanism for a vehicle.

実施形態1に係る発電機構をタイヤ付きホイールに装着した状態を示す透視斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the power generation mechanism according to Embodiment 1 is mounted on a wheel with a tire. 実施形態1に係る発電機構をタイヤ付きホイールに装着した状態を示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state where the power generation mechanism according to Embodiment 1 is mounted on a wheel with tires. 実施形態1に係る発電機構と空気充填機構の機能ブロック図である。2 is a functional block diagram of a power generation mechanism and an air filling mechanism according to Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る発電機構をタイヤ付きホイールに装着した状態を示す部分縦断面図である。FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view showing a state where the power generation mechanism according to the second embodiment is mounted on a wheel with a tire. 車速と発電電力との関係を、コイルとマグネットとの間隔でどう変わるかを示したグラフである。It is the graph which showed how the relationship between a vehicle speed and generated electric power changes with the space | interval of a coil and a magnet.

符号の説明Explanation of symbols

100 発電機構
110 コイル 120 マグネット
2 バッテリ
3 空気供給手段
31 モータ 32 ピストンポンプ
4 制御手段
5 減圧バルブ
H ホイール
HL リム HS スポーク
T タイヤ
BC ブレーキキャリパー Pi ピストン Pa ブレーキパッド
D ディスクロータ
100 Power generation mechanism
110 Coil 120 Magnet
2 Battery
3 Air supply means
31 Motor 32 Piston pump
4 Control means
5 Pressure reducing valve
H wheel
HL rim HS spoke
T tire
BC Brake Caliper Pi Piston Pa Brake Pad
D disk rotor

Claims (3)

ホイールを備える車両に装着される車両用発電機構であって、
車両のホイールに装着されるマグネット及びコイルのいずれか一方と、
車両のホイールに対して非回転のブレーキ機構に装着されるマグネット及びコイルのいずれか他方とを備え、
車両の走行に伴うコイルとマグネットの相対的移動により、コイルに誘導電流が生じるように構成されたことを特徴とする車両用発電機構。
A vehicle power generation mechanism mounted on a vehicle having a wheel,
Either a magnet or a coil mounted on the wheel of the vehicle;
A magnet and a coil mounted on a non-rotating brake mechanism with respect to a vehicle wheel,
A power generation mechanism for a vehicle, characterized in that an induced current is generated in the coil by relative movement of the coil and the magnet as the vehicle travels.
前記コイルは、ホイールを構成するリムの外周に複数個並列されるように構成され、
前記マグネットは、各コイルに対して鎖交磁束を生じさせるようにブレーキキャリパーに固定されるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用発電機構。
A plurality of the coils are arranged in parallel on the outer periphery of the rim constituting the wheel;
2. The vehicle power generation mechanism according to claim 1, wherein the magnet is configured to be fixed to a brake caliper so as to generate an interlinkage magnetic flux with respect to each coil.
前記コイルは、ホイールを構成するスポークの内側において、ホイールの周方向に複数個並列されるように構成され、
前記マグネットは、各コイルに対して鎖交磁束を生じさせるようにブレーキキャリパーに固定されるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用発電機構。
The coil is configured to be arranged in parallel in the circumferential direction of the wheel inside the spokes constituting the wheel,
2. The vehicle power generation mechanism according to claim 1, wherein the magnet is configured to be fixed to a brake caliper so as to generate an interlinkage magnetic flux with respect to each coil.
JP2008025188A 2008-02-05 2008-02-05 Power generation mechanism for vehicle Pending JP2009189120A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008025188A JP2009189120A (en) 2008-02-05 2008-02-05 Power generation mechanism for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008025188A JP2009189120A (en) 2008-02-05 2008-02-05 Power generation mechanism for vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009189120A true JP2009189120A (en) 2009-08-20

Family

ID=41071808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008025188A Pending JP2009189120A (en) 2008-02-05 2008-02-05 Power generation mechanism for vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009189120A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011042288A (en) * 2009-08-21 2011-03-03 Rohm Co Ltd Tire air pressure management device for vehicle and tire for vehicle capable of outputting air pressure information
KR101310461B1 (en) * 2011-11-22 2013-09-24 이수범 Energy harvesting device using rotational energy of vehicle wheel and tire pressure monitoring system using the same
JP2016083985A (en) * 2014-10-24 2016-05-19 株式会社半導体エネルギー研究所 Wheel, and moving body
WO2018128487A1 (en) * 2017-01-07 2018-07-12 선상규 Driving machine combining motor and alternator
KR20180081858A (en) * 2017-01-08 2018-07-18 선상규 To the motor and alternator in wheel system for motor vehicles
JP2022090653A (en) * 2016-01-29 2022-06-17 株式会社半導体エネルギー研究所 Wheel and mobile body

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011042288A (en) * 2009-08-21 2011-03-03 Rohm Co Ltd Tire air pressure management device for vehicle and tire for vehicle capable of outputting air pressure information
US8963700B2 (en) 2009-08-21 2015-02-24 Rohm Co., Ltd. Air pressure management device for vehicle tire and vehicle tire capable of outputting air pressure information
KR101310461B1 (en) * 2011-11-22 2013-09-24 이수범 Energy harvesting device using rotational energy of vehicle wheel and tire pressure monitoring system using the same
JP2016083985A (en) * 2014-10-24 2016-05-19 株式会社半導体エネルギー研究所 Wheel, and moving body
JP2022090653A (en) * 2016-01-29 2022-06-17 株式会社半導体エネルギー研究所 Wheel and mobile body
JP7152619B2 (en) 2016-01-29 2022-10-12 株式会社半導体エネルギー研究所 wheels and locomotives
US11951769B2 (en) 2016-01-29 2024-04-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electric power control system
WO2018128487A1 (en) * 2017-01-07 2018-07-12 선상규 Driving machine combining motor and alternator
KR20180081858A (en) * 2017-01-08 2018-07-18 선상규 To the motor and alternator in wheel system for motor vehicles
KR101938889B1 (en) 2017-01-08 2019-04-10 선상규 To the motor and alternator in wheel system for motor vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009184461A (en) Air filling mechanism for tire, wheel with air filling mechanism, and tire wheel assembly
JP7079582B2 (en) Wheel bearing device with auxiliary power unit and its auxiliary power unit
JP7114944B2 (en) Fuel cell system installed in a vehicle
JP2009189120A (en) Power generation mechanism for vehicle
JP4742969B2 (en) Electric motor control device and electric vehicle equipped with the same
CN112154075B (en) Power device for vehicle and bearing for wheel with generator
US20120001521A1 (en) In-wheel motor and electrically driven vehicle
WO2012114902A1 (en) Electric automobile
JP2007245856A (en) Linear drive traveling system and automobile
JP2013110903A (en) Controller for motor
JP2004122838A (en) Electric parking brake system and method for controlling electric parking brake system
WO2019225556A1 (en) Motor, vehicle power unit with motor, generator, vehicle wheel bearing with generator
CN109789802B (en) Vehicle power assist system
US20120067676A1 (en) Vehicle wheel braking system
JP5731233B2 (en) Electric car
JP2009165276A (en) Power regenerating system for vehicle
WO2013038329A2 (en) A controller and method for energy dissipation
JP2009227221A (en) Hybrid electric car
JP6266381B2 (en) Electric brake device
EP4005843A1 (en) Wireless power receiving system, mobile object, and wheel
JP5731593B2 (en) Electric car
JP2013135532A (en) Braking device for vehicle
JP6199454B2 (en) Motor control device
KR101518922B1 (en) Variable braking system
JP6997571B2 (en) Bearing device for wheels with generator