JP2011196368A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載する発電装置において、得られる振動を効率よく発電することのできる発電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両用シートに設置される発電装置であって、車両用シートの上下の振動を回転方向に変換する動力変換部材３と、動力変換部材３によって変換された動力を伝達するロッド4と、ロッド４の回転を一方向の回転エネルギーに変換するワンウェイギヤ５と、ワンウェイギヤ５と噛合っている増速機６と、増速機６の回転エネルギーを伝達する回転ギヤ７と、回転ギヤを有する回転軸８と、回転軸８が回転することで回転する回転錘９と回転軸８が回転することで発電する発電機１０を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動する物体に取り付けることにより、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置に関する。

現在、振動を利用し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。

特開平１０−１６４８６５号

しかし、圧電素子を利用して発電する発電機は、発電機の回転軸を回転させ発電する構造と比べ、得られる電力は微量であると予測される。
よって、本発明は車両に搭載する発電装置において、得られる振動を効率よく発電することのできる発電装置を提供することを目的とする。

車両用シートに設置される発電装置であって、車両用シートの上下の振動を回転方向に変換する動力変換部材と、動力変換部材によって変換された動力を伝達するロッドと、ロッドの回転を一方向の回転エネルギーに変換するワンウェイギヤと、ワンウェイギヤと噛合っている増速機と、増速機の回転エネルギーを伝達する回転ギヤと、回転ギヤを有する回転軸と、回転軸が回転することで回転する回転錘と回転軸が回転することで発電する発電機を備えることを特徴とする発電装置。

請求項１に記載する発電装置を利用することにより、車両シートで得られる振動を増速することにより、効率よく発電することができる。
請求項２に記載する発電装置を利用することにより、発電効率を向上させ発電することができる。

発電装置全体図である。 発電機の回転軸に備える回転錘の拡大図である。 発電装置を備える位置を示した図である。

本発明は、車両に搭載する発電装置１であって図１に示すように、車両用シート２の上下の振幅を回転方向に変換する動力変換部材３と、動力変換部材３によって回転エネルギーに変換された動力を伝達するロッド４と、ロッド４の回転を一方向の回転エネルギーに変換するワンウェイギヤ５と、ワンウェイギヤ５と噛合っており回転エネルギーを増速させる増速機６と、増速機６によって増速された回転エネルギーを伝達する回転ギヤ７と、回転ギヤ7を有する回転軸８と、回転軸８が回転することで回転する回転錘９と、回転軸８が回転することで発電する発電機１０から構成されている。

動力変換部材３は、車両用シート２の上下の振動を回転方向に変換する部材であり、車両用シートと後述するロッド４を接続している。このため、車両用シート２の上下の振幅は動力変換部材３により回転方向に変換し、後述するロッド4を時計回り、または反時計回りに回転させる。

ロッド４は、車両用シート２の上下の振幅と連動して上下に運動を行うと共に、動力変換部材３により時計回り、反時計回りと回転する。また、ロッド４は上方に、車両用シート２とロッド４を固定するナット１１と、下方にロッド４の回転と連動するギヤ１２を備えており、ナット１１周辺部は、上下の振幅と回転方向の運動を同時に行うことを可能にするスクリュー形状１３の表面、ギヤ１２周辺部は、ロッド4の回転と連動してギヤ１２を回転させる凹凸形状１４の表面が形成されている。

ここで、ロッド４の回転と連動するギヤ１２は、ロッド４が上下に運動することでギヤ１２が上下に移動しても後述するワンウェイギヤ５に回転エネルギーを伝達できる構造とする。

ワンウェイギヤ５は、ロッド４と連動し回転するギヤ１２の回転エネルギーを一方向に変換し、一方向に変換した回転エネルギーを増速させ増速機６に伝達する役割をしており、ワンウェイギヤ５の構造は、一方向にのみ力を伝達し逆方向には空転するワンウェイクラッチを内蔵している。

増速機６は、エネルギーを増速させるためのもので、複数のギヤを多段に組み合わせることにより、ワンウェイギヤ５から伝わった回転エネルギーを増速させ、後述する回転ギヤ７に伝達する。また、増速機６に備える複数のギヤは、設計によって枚数や組合せ位置を変更可能とする構造にする。

回転ギヤ７は、増速機６のエネルギーを伝達するものであって、後述する回転軸８の先端に備える。

回転軸８は、先端に増速機のエネルギーを伝達する回転ギヤ７と、先端と末端の中間距離に回転軸８が回転することで回転する回転錘９を備えてあって、回転ギヤ７が回転することで連動して回転動作を行う。

回転錘９は、回転軸８の先端と末端の中間距離に備えてあって、図２に示すように、歯車１５と錘１６で構成されている。歯車１５は回転軸８と連動して回転動作を行い、錘１６は、力が加わることで錘１６を回転させ歯車１５を回転する。また、錘１６は回転中心から遠ざかるにつれて重くなっており、錘１６が回転を始めると、一定の動力を保って歯車１５を回転させることができ、錘１６の動きが時計回り、反時計回りどちらにも回転しても歯車１５を一定の方向で回転させる構造とする。

ここで、回転錘９は、増速機６により回転ギヤ７を回転させ、その動力で錘１６を回転させ歯車１５を回し回転軸８を回転させることも可能であるが、この錘１６は、車両がカーブを曲がる際の遠心力などの外力によっても回転し、歯車１５を回転させることで回転軸８回転させることも可能である。

発電機１０は、回転軸８を回転させることで発電し、車に搭載されるバッテリーなどに発電した電力を充電する。

次に、図３に示すように、本発明の発電装置１を車両用シート２に搭載する実施例を示す。

自動車はアスファルトの平坦な道や砂利道のような凸凹道など、様々な路面状況を走行することによって自動車用シートに振動が伝わる、すると、車両用シート２に備えたロッド４は車両用シート２が振動することにより上下に振動する。この時、車両用シート２とロッド４を繋ぐ動力変換部材３は、ロッド３を上下に運動させながら時計回り、反時計回りに回転運動させる。

上下に運動しているロッド４は、ロッド４と連動するギヤ１２を時計回り、反時計回りに回転運動を行うことにより、ワンウェイギヤ４にエネルギーを伝え、ワンウェイギヤ５に伝わったエネルギーは、一方向の回転エネルギーに変換し、回転エネルギーを徐々に増速する。

ワンウェイギヤ５によって一方向の回転エネルギーに変換された回転エネルギーは、増速機６により、複数のギヤを通過させ増速していく。

増速機６を通過した回転エネルギーは、回転ギヤ７を回転させることで、回転軸８を回転し、発電機１０は発電を開始する。この時、回転軸８が回転することで回転錘９は歯車１５回転させることで、錘１６は回転を開始し、歯車１５を一定の動力を保ちながら回転することで効率よく発電することが可能である。また、回転錘９は、増速機６からのエネルギーを動力に錘１６を回転させるだけでなく、車両の発進時及び停止時、カーブを曲がる際の遠心力などの外力によっても、錘１６を回転させることが可能であり、外力を受けることで錘１６を回し、歯車１５を回転させ回転軸８を回転させることで効率的な発電を実現し、発電した電力は、車両に搭載されているバッテリーに充電される。

よって、本発明の発電装置１を車両用シート２に設けることで、自動車の走行時の振動や遠心力などの外力を利用して発電することが可能である。

また、上記に示す発電装置１において、回転錘９に備える錘１６の材質に鉄を使用し、錘１６を回転させる周囲にコイルを巻くことで、回転する錘１６がコイルを通過することで、電磁誘導の法則を利用して発電することで、発電効率を向上させた発電機であっても本発明の請求範囲とする。

１ 発電装置
２ 車両用シート
３ 動力変換部材
４ ロッド
５ ワンウェイギヤ
６ 増速機
７ 回転ギヤ
８ 回転軸
９ 回転錘
１０ 発電機
１１ ナット
１２ ギヤ
１３ スクリュー形状
１４ 凸凹形状
１５ 歯車
１６ 錘

Claims (2)

1. 車両用シートに設置される発電装置であって、
   前記車両用シートの上下の振動を回転方向に変換する動力変換部材と、
   前記動力変換部材によって変換された動力を伝達するロッドと、
   前記ロッドの回転を一方向の回転エネルギーに変換するワンウェイギヤと、
   前記ワンウェイギヤと噛合っている増速機と、
   前記増速機の回転エネルギーを伝達する回転ギヤと、
   前記回転ギヤを有する回転軸と、
   前記回転軸が回転することで回転する回転錘と、
   前記回転軸が回転することで発電する発電機を備えることを特徴とする発電装置。
2. 請求項１記載の発電装置において、前記回転錘に備える錘の材質に鉄を使用し、前記錘を回転させる周囲にコイルを備えることを特徴とする発電装置。

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