JP2010074966A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
振動部で発生する振動エネルギーを、振動緩和部に組み込んだ圧電素子へ与え、これによって発電させて省エネの効果を得るための目的に対し、長期間の使用に耐えて割れやすい圧電素子の破壊を防ぎ、効果を永続的なものとするためには、与える衝撃の形、強度、等衝撃の質が重要な因子となる。また、圧電素子からの発電電力は微弱ものでそれを直接産業上で利用することは困難である。発生した微小電力を必要とする直流の電圧、電流とする為の特別な電気回路が必要となる。
【解決手段】
本発明は、これらの問題を解決するため、振動エネルギーを空気圧、ガス圧または油圧の変動による衝撃波に変えて発電を行い、この微小電力を集積してその活用を図るものである。また、多量に発生した微小電力を、高電圧大容量の被充電バッテリーへの充電を可能なものとするために、コンデンサー及び、バックアップ電源を利用する回路を提示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、振動部で発生する振動を空気、ガス、オイル、水等の流動体、又は、スプリングの圧力変動に変換し、この衝撃を圧電素子に与えて発電し、この発生電力を利用して省力化を図る技術に関する。

現在世界は原油価格の高騰、それに起因する諸物価の高騰により、省エネルギーの必要性に迫られている。自動車その他の燃料、電力利用の効率アップも重要な要素となっている。本発明は、上記技術分野に示す如く、圧電素子を利用してその解決策として提示するものである。

圧電素子は、水晶、酸化亜鉛、ロッシェル塩、チタン酸ジルコン酸、ニオブ酸リチュウム、タンタル酸リチュウム、リチュウムテトラボレート、ランガサイト、窒化アルミニュム、トルマリン、ポリフッ化ビニリデン等が主たる原材料として使用されている。

圧電素子の利用方法については下記特許文献にも記載されているが、文献上の圧電素子構成素材はセラミックが主体であり、設置場所或いは衝撃の強度によっては破壊される可能性がある。逆に与えられる衝撃が弱ければ発電の効率は低下する。実際の使用に当たっては、圧電素子の寿命を保ち、効率の良い発電効果を得ることが必要である。 現在圧電素子の形態は、圧電セラミック及び圧電フィルムの２形態が主流となっている。圧電素子で発電された電力は微小で、動力用などへの直結利用は不可能である。省エネ効果を得るべく利用する為には適切な電気的回路が必要となる。

特開平８−３２１６４号公報 特開平８−９８５６４号公報 特開平１０−２４３６６７号公報 特開２００５−９６５８７号公報 特開２００５−１６２０８２号公報 特開２００６−１６６６９４号公報 特開２００７−６６６６５号公報 特開２００７−９７２７８号公報

圧電素子は衝撃を与えると発電するものであるが、圧電セラミックは組成上割れ易い、この圧電素子発電能力を利用する為には、与える衝撃の形状、与える衝撃の強度、等の適正化が必要である。この与える衝撃の形状、強度、の状況によって設置された設備の長期的寿命と利用発電効率が左右される。

圧電素子は1回の衝撃による発電量が少ない。圧電素子からの発電電力は微弱ものであり、それを利用できる直流の電圧、電流にする為にはその目的に適合する電気回路が必要となる。

以上のごとく振動を機械的に直接圧電素子へ与えることは、割れやすい圧電素子の破壊へ繋げる機会を作る可能性が発生する。反対に、圧電素子に与える衝撃が弱すぎると、発生電力は微弱なものとなり利用価値は無くなる。

本発明は、発生した振動エネルギーを、装置に組み込んだ圧電素子に与える空気圧、ガス圧、油圧、水圧等流体の圧力変動による衝撃に変えて発電を行い、この微小電力を集積してその活用を図るものである。

課題を解決するための手段として、産業上利用可能な振動を圧電素子へ与えて発電させる方法についてその例を挙げて説明する。
例１、陸上走行車輌に使用されるコイルスプリングの外側をカバーで覆い、このカバーの上部に圧電素子又は圧電フィルムを取り付ける空間を設置する。次に、スプリングの下端にカバー内側に接触しない状態でオリフィス板を設置する。車輪の上下運動によってオリフィス板も上下する。これによって陸上走行車両のコイルスプリングのスプリングカバー内及び上部室内は空気圧の変動が生ずる。この空気圧変動を圧電素子に衝撃として与え、発電をさせるものである。

例２、陸上走行車輌にはショックアブソーバーが装着されているものが多い。また、ショックアブソーバーには単筒式と複筒式がある。例２は、単筒式と複筒式何れの場合に於いても適用できる形態である。ショックアブソーバーピストンシリンダーの一部でピストンの摺動行程を外れた位置に圧電素子を設置し、陸上走行車輛走行中に発生する車輪の上下運動がショックアブソーバーのピストンに連動して発生する油圧の変動を、直接圧電素子に衝撃として与え、発電させるものである。

例３は、単筒式ショックアブソーバーのピストン直下の油層部に繋がる別室を設け、別室内を油層部と気層部に分けてこの気層部に圧電素子を設置し、車輪の上下運動によって生ずるショックアブソーバーのピストン往復による圧力変化を衝撃として圧電素子に与え、発電させるものである。

例４は、単筒式ショックアブソーバーのガス室に圧電素子を設置する。車輪の上下運動に連動するピストンの往復による油圧変動によってフリーピストンが上下し、ガス室は圧力変動を起こす。このガス圧変動を衝撃として圧電 素子に与え、発電させるものである。

例５は、複筒式ショックアブソーバー外筒気層部内に圧電素子又を設置する。車輪の上下運動によって生ずるピストンの往復による油圧変動によって外筒気層部内は圧力変動を起こす。この気層内圧力変動を衝撃として圧電素子に与え、発電させるものである。

例６は、複筒式ショックアブソーバー内筒油層部に別室を設置し、別室内を油層部と気層部に分け、その気層部内に圧電素子を設置する。車軸の上下運動に連動するピストンの往復による油圧変動によって別室は圧力変動を起こす。この気層内の圧力変動を衝撃として圧電素子に与え、発電させるものである。

例７は、陸上走行車輌エアーサスペンションのエアーバッグ内側気層部に圧電素子を設置し、車輪の上下運動によって生ずるエアーバッグの内圧変動を衝撃として圧電素子に与え、発電させるものである。

例８は、陸上走行車輌ハイドロエアーサスペンションエアーバッグ内側又は油層部内側、或いはこの双方に圧電素子を設置し、車輌走行時の車輪の上下運動によって生ずる気層部内の空気又はガス圧力変動を衝撃として圧電素子に与え、発電させるものである。

例９は、陸上走行車輌のリーフスプリングの外側をカバーで覆い、本体フレーム側及びカバー内側へ圧電素子を設置し、車輌走行時の車輪の上下運動によって生ずるカバー内の空気圧力変動を衝撃として圧電素子に与え、発電させるものである。

例１０は、上記の圧電素子によって発電され、集積された微小電力を、被充電バッテリーへ充電させる為に、バックアップ電源を使用による有効的手段を提示するものである。

例１１は、各装置に設置された圧電素子が液体、ガス等の性質の影響を受けて性能に影響を受ける懼れのある場合は、プラスチック等のカバーあるいはコーティングを施すことである。
又、圧電フィルムを使用する場合は、フィルムの伸縮による発電を促進するために匡体側に凹凸をつけ、その表面をシリコン等でコーティングして滑りやすくする方法もある。

上記の如く、構成された本発明により、振動のエネルギーを電力に変換し被充電バッテリーへ充電し、この電力を利用することによって省エネルギーの効果を実現することができる。

以下図面を参照の下に詳細を説明する。最初に説明した如く圧電素子は衝撃を与えることによって発電するが、組成上衝撃が強過ぎれば圧電素子は破壊する。反面与えられた衝撃が弱いと発電しない。例えば陸上走行車輌の車輪の上下運動は、直接圧電素子に加えられる衝撃としては強すぎる。この衝撃の強度を如何に適切なものにコントロールするかが圧電素子による発電とその有効利用実現の鍵となる。

図１は、請求項１に関連する。コイルスプリングを使用する振動緩和装置に対する説明図である。（１）は、固定部としての車両本体フレーム、（１３）は懸架装置を車両本体フレームに結合させる接続部、（２）は振動部としての車輪、車軸、軸受（３）は振動緩和装置全体、（４）は圧電素子、（５）はピストンシリンダー、（６）はコイルスプリング、（４）は、スプリングカバー上部に設置された圧電素子（７）はピストンロッド、（８）はオリフィス板、（９）はコイルスプリングカバー、（１０）は、車輪の軸受、（１１）は車軸、（１２）は、車輪である。

車輌の走行中路面、線路等の状況によって車輪は上下運動をする、この上下運動を緩やかなものとし、且つ上下運動の幅を小さくする為に車輌に振動緩和装置を設置する。コイルスプリングもその用途に使用される。
このコイルスプリング（６）の外側にカバー（９）を設置し、その上部に空間を置き、その中に圧電素子（４）を設置する。
次に、コイルスプリング（６）の下端にオリフィス板（８）を設置する。このオリフィス板（８）は、コイルスプリングのカバー（９）の内径に近く、且つカバー（９）に接触しない外径とする。
車輪の上下運動によってピストンロッド（７）が上下し、オリフィス板（８）もそれに従って上下する。これによってコイルスプリングカバー（９）の中の空気圧力は変動する。この圧力変化を衝撃として圧電素子（４）に与え、発電させるものである。

近年自動車のサスペンションにショックアブソーバーが多く採用されている。ショックアブソーバーは、オイルの流れ、ガスの圧縮と膨張、空気の圧縮と膨張等を利用する機構によって、車輌の上下運動や、衝撃の周期性を抑制する機能を持っている。また、加速時、旋回時の姿勢安定等乗り心地向上のために利用されている。

図２は、請求項２に関連する。 単筒式ショックアブソーバーの油層中の圧力変化を利用する例を示す。ショックアブソーバーは断面図の如き振動緩和装置である。（１４）は車体本体への接合部、（１５）は車軸部への接合部、である。この両接合部によって車体と車軸の間に介装されている。（６）はコイルスプリング、（７）はピストンロッド、（１７）は上部油層、（１９）はピストンバルブ、（２０）はピストン、（２１）はオイル通過孔、（２２）は油層、（２３）はピストンシリンダー、（２４）はフリーピストン、（２５）はガス層を示す。コイルスプリング（６）によって伸縮し、（１４）の車体本体への接合部は、ピストンロッド（７）によってシリンダー（２３）内のピストン（２０）と連結されている。

油層（２２）の下部にはフリーピストン（２４）が設置され、油層とガス層（２５）の間で上下運動をする。油層（２２）のピストン（２０）とフリーピストン（２４）の両ピストンの行程外の位置に圧電素子（４）を設置する。 油層（２２）の内圧はピストン（２０）の動きによって変化する。 このピストンシリンダー（２３）内の油層（２２）の圧力変化を衝撃として圧電素子（４）に与え、発電させるものである。

図３は、請求項３に関連する。 単筒式ショックアブソーバーへの適用を示す。（１６）は別室へのオイル通過口、（１８）は油層別室を示す。
本適用例では、ピストンシリンダー（２３）の外側に、油層部（２２）の別室（１８）を設置し、その上部に気層部を設け、ここに圧電素子（４）を設置する。

ピストンロッド（７）の上下運動によって液層部に圧力変動が発生する。この圧力変動はオイル通過口（１６）を通じて別室（１８）に伝わり、気層内部の圧力変動を引き起こす。この衝撃を（４）の圧電素子に与え、発電させるものである。

図４は、請求項３に関連する。 単筒式ショックアブソーバーに対する別様式の適用を示す。
単筒式ショックアブソーバーにはフリーピストン（２４）を隔ててガス層（２５）がある。そのガス層の中に圧電素子（４）を設置する。
ピストンロッド（７）に連結するピストン（２０）の上下運動はオイル層（２２）の内圧に変化を与える。 この内圧変化によってフリーピストン（２４）の上下運動が生ずる。これによってガス層（２５）の内圧変動を発生させる。このガス層（２５）内の圧力変動を衝撃として圧電素子（４）に与え、発電させるものである。

図５は、請求項３に関連する。 複筒式ショックアブソーバーに対する適用を示す。複筒ショックアブソーバーは、ピストンロッド（７）とピストン（２０）、オリフィス（２１）、ピストンバルブ（１９）等の機構は単筒式ショックアブソーバーと変わらないが、内筒（２３）の外側に（２７）の外筒がある。内筒（２３）の下部に（２７）とピストンシリンダー（２３）との仕切りがありここに調節弁（２８）がある。この調節弁（２８）によって、車輪の上下運動によるピストンロッド（７）の動きが及ぼす１次液層（２２）内オイル圧力を２次液層（２６）へ放出する速度を調節する。

２次液層（２６）の圧力上昇によって上部気層（２９）のガスを圧縮する。これによってガス圧は上昇する。上昇したガス圧は逆に調節弁（２８）を通じてオイルを（２２）の液層へ押し返す。この１連の動作によって車輪の上下運動のショックを和らげる。

本適用例は、その外筒（２７）の気層（２９）の上部に圧電素子（４）を設置し、気層（２９）の圧力の変動を衝撃として圧電素子（４）に与え、発電させるものである。

図６は、請求項３に関連する。 複筒式ショックアブソーバーに対する別の適用例を示す。前述の複筒式のショックアブソーバーに於いては、外筒気層（２９）の圧力変動を圧電素子（４）に与えている。

本適用例は、（２２）の液層に直結する別室（１８）を外筒（２７）を取り巻く状態で設置し、ピストン（２０）の上下による１次液層（２２）の圧力変化をこの別室（１８）へ（１６）の通過口を通して導く。 別室（１８）の上部に気層を設け、ここに圧電素子（４）を設置する。 ピストンロッド（７）の上下運動による１次液層（２２）の圧力変化の衝撃を直接圧電素子（４）に与え発電させるものである。前適用例と比較すれば、本適用例の方が圧電素子への衝撃力は強い。

図７は、請求項４に関連する。 エアーサスペンションへの適用例を示す。エアーサスペンションはエアーバッグ方式とエアーシリンダー方式がある。エアーバッグ方式は、車輪の上下運動をバッグ内の空気圧変動として捉え、バッグの伸縮によって緩衝動作を行うものであり、エアーシリンダー方式はピストンの上下運動で空気の圧縮とその反発によって緩衝動作を行うものである。機械式のスプリングと異なり、緩衝作用は滑らかで乗り心地は改善される。又、エアークッションは、車高を調節する機能も併せて持っている場合もある。

本図は、そのエアーバッグ（３６）又はシリンダーの中に圧電素子を設置し、空気圧の変動を衝撃として圧電素子（４）に与え発電させるものである。
図の上から説明を行えば、 エアーバッグ方式のエアーサスペンションは陸上走行車輌車輪（１２）の上下運動を（３３）のエアーバッグ中のエアーの圧縮、膨張の作用に変換し、これによって緩衝の効果を発揮させるものである。

（１３）は、車輌本体（１）振動部（２）等への接続部、（３０）は、エアー供給装置へ接続されるパイプ、（３２）は、エアー収納用バッグ、（３３）はその中に収容されたエアー、（４）は圧電素子である。（３４）（３５）は、軸受との結合部である。（１０）は車輪の軸受、（１１）は車輪の軸で、（１２）は車輪部分である。車輪（１２）の上下運動によってエアーバッグ（３２）の圧縮、膨張が繰り返され、（３３）のエアーの内部
圧力は変化を繰り返す。この圧力変化を衝撃として圧電素子（４）に与え、発電させるものである。

図８は、請求項５に関連する。ハイドロエアーサスペンションへの適用例を示す。（３６）はエアーバッグでこの中には空気又はガス（３７）が封入されている。このタンク内に圧電素子（４）を設置する。 エアータンクの下部には（３８）の伸縮性ゴム膜が置かれている。
その下部には（９）のシリンダーが接続され、走行車輌車輪（１２）の上下運動は軸受（１０）を介して、ピストンロッド（７）によって油圧ピストン（４１）に伝達される。

油圧ピストンシリンダー（５）へは油圧連絡パイプ（４０）を通じて油圧装置、アッキュウムレーターからのオイルが供給されている。 エアータンク（３６）の頂部又は油圧シリンダー上部に圧電素子（４）を設置する。走行車輌車輪（１２）の上下運動によって、油層（３９）の圧力変動が発生する。この圧力変動は（３８）の伸縮性ゴム膜を通じて気層（３７）の空気又はガスに圧力変動を発生させる。この圧力変動を衝撃として気層（３７）或いは油層（３９）の１ヶ所、又はその双方２ヶ所に設置された圧電素子（４）に与え、発電させるものである。

図９、図１０、図１１、図１２は、請求項６に関連する。 走行車輌に使用されるリーフスプリングへの適用例を示す。図９、図１１、は走行中に上下する車輪が下がった位置にある時の状態を示し、図１０、図１２は走行中に上下する車輪が上がった位置にある時の状態を示している。（４２）はリーフスプリング本体、（４３）はリーフスプリング固定側支持軸、（４４）はリーフスプリング可動側支持軸、（４５）はこれらを覆うカバー、（４６）はリーフスプリング、（４７）は車軸、（４８）は、車軸支持部、(４９)はカバー内の空気層を示している。

本適用例は、リーフスプリング本体（４２）の上をカバー（４５）で覆い、リーフスプリング（４６）の車輪の上下運動によるカバー内空気層（４９）の圧力変動を衝撃として圧電素子（４）に与え、発電させるものである。

図１３、図１４、図１５、図１６は、請求項６に関連する。 走行車輌に使用されるリーフスプリングへの適用例を示す。図１３、図１５、は走行中に上下する車輪が下がった位置にある時の状態を示し、図１４、図１６は走行中に上下する車輪が上がった位置にある時の状態を示している。（４２）はリーフスプリング本体、（４３）はリーフスプリング固定側支持軸、（４４）はリーフスプリング可動側支持軸、（４５）はこれらを覆うカバー、（４６）はリーフスプリング、（４７）は車軸、（４８）は、車軸支持部、(４９)はカバー内の空気層を示している。

本適用例は、リーフスプリング本体（４２）の上をカバー（４４）で覆い、リーフスプリング本体（４２）下部及びカバー内の有効面の全面に（４）の圧電フィルムを設置し、リーフスプリング（４６）の車輪の上下運動によるカバー内空気（４９）の圧力変動を衝撃としてカバー内全面に設置した圧電素子（圧電フィルム）（４）に与え、効率の高い発電をさせる事を意図したものである。

図１７は、請求項７に関連する。 4系統圧電素子発電の場合に於ける個別充電システムの例を示す。（４）は圧電素子、（５０）は全波整流回路、（５１）はコンデンサー、以上は各々同じ数量で併設されている。（５２）は個別回路への切り替えスイッチ、（５４）はバックアップ電源バッテリー、（５５）は被充電バッテリーを示す。（５６）は、バックアップ電源に家庭用又は、ガソリンスタンド等の充電用電源の充当を想定した整流装置である。
（５３）の切り替えスイッチによってバックアップ電源バッテリー（５４）と切り替えることができる。

振動が或る程度継続をした場合、（４）の圧電素子によって発電し、その電力は（５０）の整流器によって整流されて（５１）のコンデンサーに充電される。然しながらその電力は微弱で車輛等の主バッテリーたる直接被充電バッテリーへの充電可能な電圧として取り出せるレベルのものではない。これを充電可能の状態にするために（５４）のバックアップ用バッテリー又は（５６）のバックアップ用自家用充電整流器電源を用意する。このバックアップ電源の電圧は、被充電バッテリーの電圧と同じか又はそれにプラスされた電圧を維持させて置く。（５４）は車載または別利用のバックアップ電源用バッテリー、（５６）は自家用充電整流器又は、ガソリンスタンド等の電力補給用整流装置で（５３）のスイッチによって（５４）と切り替えることができる。

このバックアップ電源のプラス側の端子と各コンデンサー（５１）のマイナス側を接続し、そのプラス側を図１７の如く切り替えスイッチ（５２）の切り替え端子へ接続する。この切り替えスイッチ（５２）を特定発電時間または特定使用時間等で切り替える。コンデンサー（５１）に蓄積された電力は、バックアップ電源の電圧と各コンデンサー（５１）の電圧がプラスされ被充電バッテリーの電圧よりも高くなる。これによってバックアップ電源電圧プラス各コンデンサー（５１）電圧が被充電バッテリー電圧と平衡するまで電流が流れ、被充電バッテリーに対して充電することとなる。（５２）の切り替えスイッチによって、この操作を繰り返し、被充電バッテリーへの電力を補給する。

図１８は、請求項７に関連する。4系統圧電素子発電の場合に於ける一斉充電システムの例を示す。（４）の圧電素子、（５０）の全波整流回路、（５１）のコンデンサー、以上は圧電素子発電設備の設置数量と同じ数量で併設されている。（５７）は個別回路への4連切り替えスイッチ、（５４）及び（５６）はバックアップ電源、（５５）は被充電バッテリーを示す。

この回路は特定発電時間または特定使用時間毎に切り替える。4連切り替えスイッチ（５７）によって、一斉に充電時にバックアップ電源のプラス側から最初のコンデンサーのマイナス側に接続され、以後各コンデンサーが図の如く直列に接続される。スイッチオンの状態でバックアップ電源のプラス側電位と各コンデンサーの電位の総和が被充電バッテリーの電位との差となり、前例と同様に双方が平衡状態の電位となるまで充電作用が行われ、被充電バッテリー（５５）に対して電力を補給する。バックアップ電源はバックアップ用バッテリー（５４）でも（５６）の自家用充電整流器又は、ガソリンスタンド等の電力補給用整流装置で対応できる。この場合は電圧が被充電バッテリーの電圧と同等又は高い電位を持っていれば良い。（５６）は前述の如く家庭又はガソリンスタンド等で直流電源を作り、特定発電時間または特定使用時間中にコンデンサーに蓄電された電力を被充電バッテリー（５５）へ充電する為のバックアップ用直流電源とするものである。（５３）のバックアップ電源切り替えスイッチにより（５４）のバックアップ用バッテリーとの切り替えを行うことが出来る。

圧電素子が液体、気体の影響を受けて変質する可能性がある場合には、図１９、図（２０）、図２１、図２２に示す如きプラスチック皮膜或いはプラスチックコーティングを行って影響を避ける。圧電フィルムの伸縮を利用するために匡体の内側に図１９、図２０、図２１に示すように凹凸をつけて置くことも性能向上に利する場合がある。 又、その表面をシリコン等でコートし表面を滑りやすくする方法がある。
(５８)はプラスチック皮膜又はプラスチックコーティング層、（５９）は圧電素子フィルム、（６０）は匡体、（６１）は気体又は液体層、（６２）は匡体の内側に付ける凹凸の幅、（６３）は凹凸の深さ、（６４）は匡体カバープレート、（６５）は締め付けボルト、（６６）はパッキン、（６７）は振動源匡体、（２０）はピストン、（７）はピストンロッドである。
（５８）プラスチック皮膜又はプラスチックコーティング層によって気体、液体の影響を避け、（６２）、（６３）の凹凸により圧電フィルム（５９）の性能を引き出すことが出来る。

近年原油の値上がりによってガソリン価格が高騰し、陸上走行車輌のエネルギーコストは急激に上昇している。又、電力費も上昇している。 このような環境の下に目下世界的な省エネ運動が展開されている。
次に、近年電気自動車の開発は各国で始まっている。又、電池とガソリンエンジン併用のハイブリッド車も増産されている。 充電装置付の家も販売されようとしている。これら電気による走行車輌の走行距離拡大も大きな目標として掲げられている。本発明によって生ずる新しいエネルギーは、これらの車へのバッテリーへの充電、或いは電車等への補助電力として利用することも出来るようになり、走行距離の延長等の省エネの効果が期待できる。

圧電素子又は圧電フィルムによって発生させた微弱な電気をコンデンサーに蓄電し、これを高い電圧のバッテリーへの充電を可能にさせる為のバックアップ電源は、車載バックアップバッテリー又は電気自動車の為の家庭用、又は業務用の整流充電機を充当することも可能となる。
本発明によって陸上走行車輌の走行中必然的に発生する車輪の上下運動を電力に変換することが可能となり、これを直接、間接に陸上走行車輌の消費する電力に対応させることにより画期的な省エネルギーを実現することができる。

コイルスプリングのカバー上部に圧電素子を設置した装置の断面図。 ショックアブソーバーの油層に圧電素子を設置した装置の断面図。 単筒式ショックアブソーバーの油層に別室を設置し、その上部気層に圧電素子を設置した装置の断面図。 単筒式ショックアブソーバーのガス層に圧電素子を設置した装置の断面図。 複筒式ショックアブソーバーの気層に圧電素子を設置した装置の断面図。 複筒式ショックアブソーバーの液層の別室を設置し、その上部気層に圧電素子を設置した装置の断面図。 エアーサスペンションのエアーバッグ内に圧電素子を設置した装置の断面図。 ハイドロエアーサスペンションのエアーバッグ内、又は油層に圧電素子を設置した装置の断面図。 リーフスプリングをカバーで覆い、その本体下側に圧電素子を設置した装置において車輪が下がった時の断面図。 リーフスプリングをカバーで覆い、その本体下側に圧電素子を設置した装置において車輪が上がった時の側面図。 リーフスプリングをカバーで覆い、その本体下側に圧電素子を設置した装置において車輪が下がった時の側面図。 リーフスプリングをカバーで覆い、その本体下側に圧電素子を設置した装置において車輪が上がった時の側面図。 リーフスプリングをカバーで覆い、その内側全面に圧電素子を設置した装置において車輪が下がった時の断面図。 リーフスプリングをカバーで覆い、その内側全面に圧電素子を設置した装置において車輪が上がった時の断面図。 リーフスプリングをカバーで覆い、その内側全面に圧電素子を設置した装置において車輪が下がった時の側面図。 リーフスプリングをカバーで覆い、その内側全面に圧電素子を設置した装置において車輪が上がった時の側面図。 被充電バッテリーへの４系統個別充電配線図。 被充電バッテリーへの４系統一斉充電配線図。 圧電フィルム設置の場合圧力無負荷時の断面図。 圧電フィルム設置の場合圧力有負荷時の断面図。 圧電フィルム設置匡体断面図。 圧電フィルム設置断面図。

符号の説明

（１）固定部
（２）振動部
（３）振動緩和装置
（４）圧電素子
（５）ピストンシリンダー
（６）コイルスプリング
（７）ピストンロッド
（８）オリフィス板
（９）スプリングカバー
（１０）軸受
（１１）車軸
（１２）車輪
（１３）接続部
（１４）ショックアブソーバー車輌本体フレーム側への接合部
（１５）ショックアブソーバー車軸受側への接合部
（１６）ショックアブソーバーオイル通過口
（１７）ショックアブソーバー上部油層部
（１８）ショックアブソーバー油層部別室
（１９）ショックアブソーバーピストンバルブ
（２０）ショックアブソーバーピストン
（２１）ショックアブソーバーピストンオイル通過孔
（２２）ショックアブソーバー油層部
（２３）ショックアブソーバーシリンダー
（２４）ショックアブソーバーフリーピストン
（２５）単筒式ショックアブソーバーガス層部
（２６）複筒式ショックアブソーバー外筒油層部
（２７）複筒式ショックアブソーバー外筒
（２８）複筒式ショックアブソーバーコントロールバルブ
（２９）複筒式ショックアブソーバー外筒気層部
（３０）エアーサスペンションのエアー供給口
（３１）接合部
（３２）エアーバッグ
（３３）エアー室
（３４）接合部
（３５）接合部
（３６）ハイドロエアーサスペンションエアーバッグ
（３７）ハイドロエアーサスペンション気層部
（３８）ハイドロエアーサスペンション伸縮性ゴム膜
（３９）ハイドロエアーサスペンション油層部
（４０）ハイドロエアーサスペンション油圧連絡パイプ
（４１）ハイドロエアーサスペンションピストン
（４２）リーフスプリング本体
（４３）リーフスプリング固定側支持軸
（４４）リーフスプリング可動側支持軸
（４５）リーフスプリングカバー
（４６）リーフスプリング
（４７）車軸
（４８）車軸支持部
（４９）リーフスプリングカバー内空気層
（５０）全波整流回路
（５１）コンデンサー
（５２）個別回路への切り替えスイッチ
（５３）バックアップ電源切り替えスイッチ
（５４）バックアップ電源バッテリー
（５５）被充電バッテリー
（５６）自家用又はガソリンスタンド等の電力補給用直流電源
（５７）多連切り替えスイッチ
（５８）プラスチックフィルム又はコーティング
（５９）圧電フィルム
（６０）匡体
（６１）気体、液体等の流体層
（６２）匡体内面凹凸の幅
（６３）匡体内面凹凸の深さ
（６４）匡体カバープレート
（６５）締め付けボルト
（６６）パッキン
（６７）振動源匡体

Claims (7)

1. 固定部（１）と振動部（２）と、両部（１）（２）の間に介装される振動緩和装置（３）と、前記固定部（１）又は振動部（２）と振動緩和装置（３）との間に介装される圧電素子（４）よりなる発電装置において、振動部（１）で発生した機械的振動を振動緩和装置（３）により流体の圧力変動に変換し、この圧力変動を衝撃として圧電素子（４）に与えて発電することを特徴とし、発生する電力を利用するシステム。
2. 請求項１における固定部の陸上走行車輛本体（１）と、車輪の上下運動によって発生する振動部（２）との間に介装する振動緩和装置（３）に於いて、振動緩和装置として使用されるコイルスプリングの外側をカバーで覆い、コイルスプリング下端にオリフィス板を配置し、加えてカバーの上部内側に圧電素子（４）を設置し、車輌走行時に振動部（２）の車輪の上下運動に連動して起きるオリフィス板の上下運動によって変動するカバー内の空気圧力を衝撃として圧電素子（４）に与えて発電することを特徴とし、発生する電力を利用するシステム。
3. 請求項１における固定部の陸上走行車輌本体（１）と、車輪の上下運動が発生する振動部（２）との間に介装する振動緩和装置（３）において、振動緩和装置として使用されるショックアブソーバーの気層部、ガス層部、油層部のピストン作動範囲外に圧電素子を設置し、車輌走行時の車輪の上下運動によって生ずる流体の圧力変動を衝撃として圧電素子（４）に与えて発電することを特徴とし、発生する電力を利用するシステム。
4. 請求項１における固定部の陸上走行車輌本体（１）と、車輪の上下運動が発生する振動部（２）との間に介装する振動緩和装置（３）において、振動緩和装置のエアーサスペンションのエアーバッグ内側に圧電素子を設置し、車輌走行時の車輪の上下運動によって生ずるエアーバッグ内の空気圧力変動を衝撃として圧電素子に与えて発電することを特徴とし、発生する電力を利用するシステム。
5. 請求項１における固定部の陸上走行車輌本体（１）と、車輪の上下運動が発生する振動部（２）との間に介装する振動緩和装置（３）において、振動緩和装置のハイドロエアーサスペンション気層部、ガス層部、油層部の内側に圧電素子を設置し、車輌走行時の車輪の上下運動によって生ずる気層部、液層部内の圧力変動を衝撃として圧電素子に与えて発電することを特徴とし、発生する電力を利用するシステム。
6. 請求項１における固定部の陸上走行車輌本体（１）と、車輪の上下運動が発生する振動部（２）との間に介装する振動緩和装置（３）において、振動緩和装置のリーフスプリングの外側をカバーで覆い、本体フレーム下側及びカバー内側へ圧電素子を設置し、車輌走行時の車輪の上下運動によって生ずるカバー内の空気圧力変動を衝撃として圧電素子、又は圧電フィルムに与えて発電することを特徴とし、発生する電力を利用するシステム。
7. 陸上走行車輌懸架装置へ圧電素子を設置し、車輌走行中に車輪の上下運動を圧電素子に与える衝撃に変換して発電し、発生する微弱な電力をバックアップ電源によって被充電バッテリーへ充電することを特徴とし、発生する電力を利用するシステム。

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