JP2011160523A - 移動車両用発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、振動エネルギーを効率よく電気エネルギーに変換する発電装置を提供する。
【解決手段】搭乗者の尻部を支えるシートクッションフレーム２と、搭乗者の背面を支えるシートバックフレーム３と、シートクッションフレーム２及びシートバックフレーム３に装着するクッションパッド６とクッションパッドを覆う外装材７を備える移動車両用シートであって、圧力が加わることで発電する圧電素子１０をクッションパッド６と外装材７の間に設けるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧電素子を用いた発電装置に関する。

圧電素子に外力を加えて発電する発電装置として、例えば、特許文献１の「圧電変換電源装置」のようなものがある。この圧電変換電源装置は、自動車などから発生される振動をギヤの回転軸に伝えることでギヤが回転し、加振機構の加振部材が回転する構造となっており、振動部材を加振機構の下方に固定し、振動部材に圧電素子を備えることで加振部材の回転に伴い、圧電素子の先端部が加振部材の先端に叩かれて発電する構成が提案されている。しかし、特許文献１の圧電変換電源装置のギヤを回転させる際に使用される振動エネルギーの損失は大きい。また、圧電素子の破損を防ぐため圧電素子に与える変位が少ない構造となっているため、効率的な発電は難しいと考えられる。

特開平１０−１６４８６５号

本発明は、振動エネルギーを効率よく電気エネルギーに変換する発電装置を提供する。

搭乗者の尻部を支えるシートクッションフレームと、搭乗者の背面を支えるシートバックフレームと、シートクッションフレーム及びシートバックフレームに装着するクッションパッドとクッションパッドを覆う外装材を備える移動車両用シートであって、圧力が加わることで発電する圧電素子をクッションパッドと外装材の間に設けるようにしたことを技術的特徴とする発電装置。

請求項１に記載の移動車両用発電装置によれば、移動車両用シートに圧電素子を設けることで、乗客が移動車両に乗車する時、移動車両用シートに座っている時に発電し、その電力を二次電池に蓄えて電気自動車等に供給することで走行距離を増大させることができる。

自動車用シートの概略図である。 自動車用シートの構造図である。 自動車用シートに圧電素子を備えた概略図である。 自動車用シートの座面の裏側に圧電素子を備えた断面図である。

以下に本発明の実施例を示す。本実施例では、移動車両用シートを自動車の運転座席（以下、自動車用シート１）とする。

図１に示すように、この自動車用シート１は、シートクッションフレーム２及びシートバックフレーム３を有し、自動車用シート１を前後にスライドできるスライド装置３を備えている。

ここで、シートクッションフレーム２及びシートバックフレーム３は中空金属パイプを加工して組み立てられており、シートクッションフレーム２は、外枠に前後にＳ字スプリング５が懸架されている。

また、図２に示すように、シートクッションフレーム２及びシートバックフレーム３は、発泡ウレタン等から成るクッションパッド６が装着され、外装材７にて被覆される。この際、乗員の着座時に尻部を受け止めるクッションパッド６の面を座面８、乗員の着座時に腰部を当たるクッションパッド６の面を背もたれ面９とする。

さらに、自動車用シート１は、図３のように、シートクッション及びシートバックに圧電素子１０を備え、圧電素子１０によって発生させた電力を二次電池に蓄えるものとする。この圧電素子１０は、図４に示すように、背もたれ面９のクッションパッド６と外装材７の間と、座面８のクッションパッド６と外装材７の間と、座面８下方の裏面１１のクッションパッド６とシートバックフレーム３の間に装着され、外力が加わることで電圧を発生させ、電圧が加わることで伸縮する素子である。

次に、本実施例として、圧電素子１０を設けた自動車用シート１が発電し二次電池に蓄えられるまでの手順を説明する。

自動車の運転手は、自動車のロックを解除し、ドアを開け自動車用シート１に座る。運転手が自動車用シート１に座ることにより、運転手の尻部及び腰部が自動車用シート１に沈み込むことで、座面８及び背もたれ面９に圧力が加わる。この際、座面８及び背もたれ面９に設けた圧電素子１０は、自動車用シート１に圧力が加わることで電力を発生させ、発生させた電力を二次電池に蓄える。

また、運転手が自分の運転しやすい姿勢になるために自動車のシートの上で何度か体を動かした際には、体を動かすことにより自動車用シート１の座面８と背もたれ面９に繰り返し圧力が加わることになるので、自動車用シート１に設けた圧電素子１０は、電力を効率よく発電させることができ、発電した電力を二次電池に蓄えることができる。

運転手が、自動車のエンジンを始動させて走行を開始すると、道路の路面状態により自動車の車体が上下に揺れる。自動車の車体が上下に揺れることにより自動車用シート１に乗っている運転手の重心が変化し、自動車用シート１の座面８及び背もたれ面９にかかる圧力が変化する。座面８及び背もたれ面９にかかる圧力が変化することで、圧電素子１０は電力を効率よく発電させることでき、発電した電力を二次電池に蓄えることができる。この際、シートクッションフレーム２に備えたＳ字スプリング５は、自動車の車体が揺れることによって、元に戻ろうとする力が働き振動している。

また、座面の裏側の面１１かつＳ字スプリング５が振動している部位に圧電素子１０を設けることで、Ｓ字スプリング５と圧電素子１０が接触を繰り返し、圧電素子１０に圧力を加えることにより電力を効率よく発電させることができ、発電した電力を二次電池に蓄えることもできる。

上記の発明の実施例では、圧電素子１０を自動車用シート１の背もたれ面９のクッションパッド６と外装材７の間と、座面８のクッションパッド６と外装材７の間と、座面８下方の裏面１１のクッションパッド６とシートバックフレーム３の間に設けたが、それ以外の場所（例えば側面部）に備えても発電効果を得ることができる。

以上のように、本発明を自動車の助手席シートや後部座席のシート、航空機用シート及び鉄道用シートなどの様々な移動車両に圧電素子１０を設けたシートを搭載することにより、移動車両の振動のエネルギーを利用して発電させた電力を二次電池などに蓄えることが可能となる。

１ 自動車用シート
２ シートクッションフレーム
３ シートバックフレーム
４ スライド機構
５ Ｓ字スプリング
６ クッションパッド
７ 外装材
８ 座面
９ 背もたれ面
１０ 圧電素子
１１ 座面の裏面

Claims (1)

1. 搭乗者の尻部を支えるシートクッションフレームと、
   搭乗者の背面を支えるシートバックフレームと、
   前記シートクッションフレーム及び前記シートバックフレームに装着するクッションパッドと前記クッションパッドを覆う外装材を備える移動車両用シートであって、
   圧力が加わることで発電する圧電素子を前記クッションパッドと前記外装材の間に設けたことを特徴とする発電装置。

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