JP2012096644A - Tire heating device - Google Patents

Tire heating device Download PDF

Info

Publication number
JP2012096644A
JP2012096644A JP2010245458A JP2010245458A JP2012096644A JP 2012096644 A JP2012096644 A JP 2012096644A JP 2010245458 A JP2010245458 A JP 2010245458A JP 2010245458 A JP2010245458 A JP 2010245458A JP 2012096644 A JP2012096644 A JP 2012096644A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wheel
vibrator
rotation
tire
center
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
JP2010245458A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kai
健 甲斐
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co 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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2010245458A priority Critical patent/JP2012096644A/en
Publication of JP2012096644A publication Critical patent/JP2012096644A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Tires In General (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tire heating device capable of increasing a temperature of the tire, even in right after the starting of traveling of a vehicle.SOLUTION: The tire heating device 1 includes a rotation side device 1a equipped with a power generation part 40a which has a vibrator 11 stored in an exterior section 10 integrally rotating with a wheel 3 and moving from the rotation center of the wheel to the outward with a centrifugal force by the rotation of the wheel 3, and a heat generation part 40b comprising a heating module 42 and increases the air temperature in the tire air chamber 2a, and a fixed side device 1b which periodically moves the vibrator 11 moving from the rotation center of the wheel 3 to the outward toward the rotation center of the wheel 3. The power generation part 40a vibrates a piezo element 12 to generate when the vibrator 11 reciprocates in the exterior section 10 in association with the rotation of the wheel 3 and the heating module 42 heats by the power generated in the power generation part 40a.

Description

本発明は、ホイールの回転によってタイヤ空気室内の空気温度を高めるタイヤ加熱装置に関する。   The present invention relates to a tire heating device that increases an air temperature in a tire air chamber by rotating a wheel.

車両の走行開始時などにタイヤ空気室内の空気温度(以下、タイヤ温度と称する)が低いと走行抵抗が大きくなって燃費が低下するため、走行開始後は速やかにタイヤ温度を高めることが好ましい。または、走行開始のときに、予めタイヤ温度がある程度まで高まっていることが好ましい。
例えば、特許文献1、2には、走行時にタイヤの回転を利用して発電する技術が開示されており、このように発電された電力を利用してタイヤ温度を高めることができれば、車両に備わる二次電池(バッテリ)など別のエネルギの消費量を増やすことなく、効率よくタイヤ温度を高めることができる。
特許文献1に開示される技術によると、走行中の車両におけるタイヤの温度上昇を利用し、ゼーベック効果によって発電することができる。
また、特許文献2に開示される技術によると、走行中の車両でタイヤに発生する静電気をキャパシタなどの蓄電器に蓄電することができる。
If the air temperature in the tire air chamber (hereinafter referred to as tire temperature) is low when the vehicle starts to travel, the running resistance increases and fuel consumption decreases. Therefore, it is preferable to quickly increase the tire temperature after the start of traveling. Alternatively, it is preferable that the tire temperature has been increased to some extent at the start of running.
For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a technique for generating electric power by using rotation of a tire during traveling. If the tire temperature can be increased using electric power generated in this way, the vehicle is equipped. The tire temperature can be increased efficiently without increasing the consumption of another energy such as a secondary battery.
According to the technique disclosed in Patent Document 1, it is possible to generate electric power by the Seebeck effect by using the temperature increase of the tire in a traveling vehicle.
Moreover, according to the technique disclosed in Patent Document 2, static electricity generated in a tire in a traveling vehicle can be stored in a capacitor such as a capacitor.

特開2009−40408号公報JP 2009-40408 A 特表2006−521233号公報JP 2006-521233 A

しかしながら、特許文献1の技術では、車両が走行を開始してからタイヤ温度が上昇するまでは発電できない。また、特許文献2の技術では、車両が走行を開始してからタイヤに十分な静電気が蓄電されるまでは発電できない。したがって、特許文献1、2に開示される技術では走行開始直後に発電できず、特許文献1、2に開示される技術で発電される電力を利用してタイヤ温度を高める構成としても、走行開始後に速やかにタイヤ温度を高めることができないという問題がある。   However, with the technique of Patent Document 1, power cannot be generated until the tire temperature rises after the vehicle starts running. Moreover, with the technique of patent document 2, it cannot generate electric power until sufficient static electricity is stored in the tire after the vehicle starts running. Therefore, the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 cannot generate power immediately after the start of traveling, and even when the tire temperature is increased by using the power generated by the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, the traveling starts. There is a problem that the tire temperature cannot be quickly raised later.

そこで、本発明は、車両の走行開始直後であってもタイヤ温度を高めることが可能なタイヤ加熱装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a tire heating device that can increase the tire temperature even immediately after the start of traveling of the vehicle.

前記課題を解決するために請求項1に記載の発明は、タイヤが装着されるホイールと一体に回転する外装部内に収納されて前記ホイールの回転による遠心力で当該ホイールの回転中心から外方に向かって移動する振動子を有する発電部と、発熱モジュールを含んで構成されてタイヤ空気室内の空気温度を高める発熱部と、を備える回転側装置、および、前記ホイールの回転中心から外方に向かって移動している前記振動子を周期的に前記ホイールの回転中心に向かって移動させる固定側装置、を有し、前記発電部は、前記ホイールの回転にともなって前記振動子が前記外装部内で往復動するときの運動エネルギを電力に変換し、前記発熱モジュールは、前記発電部で変換された電力が供給されて発熱するタイヤ加熱装置とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is housed in an exterior portion that rotates integrally with a wheel on which a tire is mounted, and is moved outward from the center of rotation of the wheel by centrifugal force due to rotation of the wheel. A rotation-side device including a power generation unit having a vibrator moving toward the head, a heat generation unit configured to include a heat generation module to increase the air temperature in the tire air chamber, and outward from the rotation center of the wheel. A stationary-side device that periodically moves the vibrator that is moving toward the center of rotation of the wheel, and the power generation unit causes the vibrator to move within the exterior as the wheel rotates. Kinetic energy when reciprocating is converted into electric power, and the heat generating module is a tire heating device that generates heat when supplied with electric power converted by the power generation unit.

この発明によると、ホイールの回転にともなって外装部内を往復動する振動子の運動エ
ネルギを電力に変換することができ、さらに、この電力を利用して発熱モジュールを発熱してタイヤ温度を高めることができる。振動子は車両の走行開始直後であっても往復動して運動エネルギを電力に変換できることから、走行開始直後から発熱モジュールを発熱させることができタイヤ温度を高めることができる。また、二次電池など別のエネルギを消費することなく、タイヤ温度を高めることができる。
According to this invention, the kinetic energy of the vibrator that reciprocates in the exterior can be converted into electric power with the rotation of the wheel, and further, the heat generation module is heated using this electric power to increase the tire temperature. Can do. Since the vibrator can reciprocate and convert kinetic energy into electric power even immediately after the start of traveling of the vehicle, the heat generating module can generate heat immediately after the start of traveling, and the tire temperature can be increased. Further, the tire temperature can be increased without consuming another energy such as a secondary battery.

また、請求項2に記載の発明は請求項1に記載のタイヤ加熱装置であって、前記外装部は、前記ホイールの回転中心の側となる底部と、前記底部と対向する頂部と、を有し、前記振動子11は、前記底部と前記頂部の間を往復動可能に収納され、前記発電部は、前記ホイールの回転による遠心力で前記振動子が当該ホイールの回転中心から外方に向かって移動して前記頂部に衝突したときに振動して電力を発生する圧電素子を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the tire heating device according to claim 1, wherein the exterior portion includes a bottom portion on a side of the center of rotation of the wheel and a top portion facing the bottom portion. The vibrator 11 is housed so as to be able to reciprocate between the bottom part and the top part, and the power generation part moves the vibrator outward from the center of rotation of the wheel by a centrifugal force caused by the rotation of the wheel. And a piezoelectric element that vibrates to generate electric power when it collides with the top.

この発明によると、往復動する振動子が外装部の頂部に衝突したときに圧電素子を振動させて電力を発生させることができる。つまり、往復動する振動子が圧電素子を振動させて電力を発生することによって、往復動する振動子の運動エネルギを電力に変換できる。   According to this invention, when the reciprocating vibrator collides with the top of the exterior part, the piezoelectric element can be vibrated to generate electric power. That is, when the reciprocating vibrator vibrates the piezoelectric element to generate electric power, the kinetic energy of the reciprocating vibrator can be converted into electric power.

また、請求項3に記載の発明は請求項1または請求項2に記載のタイヤ加熱装置であって、前記固定側装置は、前記ホイールに制動力を付与するディスクブレーキ装置のキャリパに取り付けられる永久磁石であり、前記振動子は、前記固定側装置に吸引される磁性部材を有していることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the tire heating device according to claim 1 or 2, wherein the fixed side device is permanently attached to a caliper of a disc brake device that applies a braking force to the wheel. It is a magnet, and the vibrator has a magnetic member that is attracted to the stationary device.

この発明によると、ディスクブレーキ装置のキャリパに取り付けられる永久磁石を固定側装置とすることができる。そして、振動子は固定側装置に吸引される磁性部材を有し、振動子が固定側装置に吸引されるように構成できる。   According to the present invention, the permanent magnet attached to the caliper of the disc brake device can be used as the stationary device. The vibrator has a magnetic member that is attracted to the stationary device, and the vibrator can be configured to be attracted to the stationary device.

また、請求項4に記載の発明は、タイヤが装着されるホイールと一体に回転する外装部内に収納されて前記ホイールの回転による遠心力で当該ホイールの回転中心から外方に向かって移動する振動子を備える回転側装置、および、前記ホイールの回転中心から外方に向かって移動している前記振動子を周期的に前記ホイールの回転中心に向かって移動させる固定側装置、を有し、前記回転側装置は、前記ホイールの回転にともなって前記振動子が前記外装部内で往復動するときの運動エネルギで発熱するタイヤ加熱装置とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vibration that is housed in an exterior portion that rotates integrally with a wheel on which a tire is mounted and that moves outward from the center of rotation of the wheel by centrifugal force due to the rotation of the wheel. A rotation-side device including a child, and a fixed-side device that periodically moves the vibrator moving outward from the rotation center of the wheel toward the rotation center of the wheel, The rotation-side device is a tire heating device that generates heat with kinetic energy when the vibrator reciprocates in the exterior portion as the wheel rotates.

この発明によると、ホイールの回転にともなって外装部内を往復動する振動子の運動エネルギで発熱してタイヤ温度を高めることができる。振動子は車両の走行開始直後であっても往復動して運動エネルギで回転側装置を発熱できることから、走行開始直後からタイヤ温度を高めることができる。また、二次電池など別のエネルギを消費することなく、タイヤ温度を高めることができる。   According to the present invention, the tire temperature can be increased by generating heat by the kinetic energy of the vibrator that reciprocates in the exterior as the wheel rotates. Since the vibrator can reciprocate even immediately after the start of traveling of the vehicle and generate heat from the rotation side device with kinetic energy, the tire temperature can be increased immediately after the start of traveling. Further, the tire temperature can be increased without consuming another energy such as a secondary battery.

また、請求項5に記載の発明は請求項4に記載のタイヤ加熱装置であって、前記回転側装置は、前記ホイールの回転にともなって往復動する前記振動子が前記外装部内を摺動し、前記振動子と前記外装部の間に発生する摩擦熱で発熱することを特徴とする。   Further, the invention according to claim 5 is the tire heating device according to claim 4, wherein the rotating side device is configured such that the vibrator that reciprocates as the wheel rotates slides in the exterior portion. And generating heat by frictional heat generated between the vibrator and the exterior part.

この発明によると、ホイールの回転にともなって往復動する振動子が外装部内を摺動して発生する摩擦熱で回転側装置を発熱できる。そして、発熱した回転側装置でタイヤ温度を高めることができる。   According to the present invention, the rotary device can be heated by the frictional heat generated when the vibrator reciprocating with the rotation of the wheel slides in the exterior portion. And tire temperature can be raised with the rotation side apparatus which generate | occur | produced the heat | fever.

また、請求項6に記載の発明は請求項4または請求項5に記載のタイヤ加熱装置であって、前記固定側装置は、前記ホイールに制動力を付与するディスクブレーキ装置のキャリパに取り付けられる永久磁石であり、前記振動子は、前記固定側装置に吸引される磁性部
材を有していることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the tire heating device according to claim 4 or 5, wherein the fixed side device is permanently attached to a caliper of a disc brake device that applies a braking force to the wheel. It is a magnet, and the vibrator has a magnetic member that is attracted to the stationary device.

この発明によると、ディスクブレーキ装置のキャリパに取り付けられる永久磁石を固定側装置とすることができる。そして、振動子は固定側装置に吸引される磁性部材を有し、振動子が固定側装置に吸引されるように構成できる。   According to the present invention, the permanent magnet attached to the caliper of the disc brake device can be used as the stationary device. The vibrator has a magnetic member that is attracted to the stationary device, and the vibrator can be configured to be attracted to the stationary device.

また、請求項7に記載の発明は請求項4に記載のタイヤ加熱装置であって、前記固定側装置は、前記ホイールに制動力を付与するディスクブレーキ装置のキャリパに取り付けられる永久磁石であり、前記振動子は、前記固定側装置に吸引される磁性部材を有し、前記回転側装置は、前記ホイールの回転にともなって前記振動子が往復動するときに前記永久磁石が発生する磁束が変動することで発生する渦電流によって発熱することを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the tire heating device according to claim 4, wherein the fixed side device is a permanent magnet attached to a caliper of a disc brake device that applies a braking force to the wheel. The vibrator has a magnetic member that is attracted to the fixed-side device, and the rotation-side device fluctuates the magnetic flux generated by the permanent magnet when the vibrator reciprocates as the wheel rotates. It generates heat by the eddy current generated by doing so.

この発明によると、ディスクブレーキ装置のキャリパに取り付けられる永久磁石を固定側装置とし、さらに、振動子は固定側装置に吸引される磁性部材を有して固定側装置に吸引されるように構成できる。そして、ホイールの回転にともなって振動子が往復動するときに固定側装置の永久磁石が発生する磁束を変動して渦電流を発生させ、その渦電流による発熱(ジュール熱)で回転側装置を発熱させることができる。   According to the present invention, the permanent magnet attached to the caliper of the disc brake device can be used as the stationary device, and the vibrator can be configured to be attracted to the stationary device by having the magnetic member attracted to the stationary device. . Then, when the vibrator reciprocates with the rotation of the wheel, the magnetic flux generated by the permanent magnet of the fixed device is changed to generate eddy current, and the heat generated by the eddy current (Joule heat) Can generate heat.

本発明によると、車両の走行開始直後であってもタイヤ温度を高めることが可能なタイヤ加熱装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a tire heating device capable of increasing the tire temperature even immediately after the start of traveling of the vehicle.

ホイールに備わる回転側装置とキャリパに備わる固定側装置を示す図である。It is a figure which shows the rotation side apparatus with which a wheel is equipped, and the stationary side apparatus with which a caliper is equipped. (a)は発電部と発熱部の構造を示す断面図、(b)は先細に形成される外装部と振動子を示す断面図、(c)は頂部が底部を含む周囲に弾性支持される構成を示す断面図である。(A) is a cross-sectional view showing the structure of the power generation unit and the heat generation unit, (b) is a cross-sectional view showing a tapered exterior portion and vibrator, and (c) is elastically supported around the top including the bottom. It is sectional drawing which shows a structure. (a)は振動子がホイールの回転中心に向かって移動した状態を示す図、(b)は振動子がホイールの回転中心から外方に向かって移動した状態を示す図である。(A) is a figure which shows the state which the vibrator | oscillator moved toward the rotation center of a wheel, (b) is a figure which shows the state which the vibrator | oscillator moved outward from the rotation center of the wheel. (a)は発電部で発電した電力を蓄電する蓄電器を備える発熱部を示す図、(b)はタイヤ温度が低下する状態を示す図である。(A) is a figure which shows the heat_generation | fever part provided with the electrical storage device which accumulates the electric power generated in the electric power generation part, (b) is a figure which shows the state which tire temperature falls. (a)、(b)は発電部を備えない回転側装置を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the rotation side apparatus which is not provided with an electric power generation part. (a)、(b)は固定側装置がフェンダに備わる一例を示す図である。(A), (b) is a figure which shows an example with which a fixed side apparatus is provided in a fender.

以下、本発明を実施するための形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係るタイヤ加熱装置1は、例えば、ディスクブレーキ装置4とホイール3に取り付けられる。
具体的には、ナックル5に取り付けられて回転中心CLの周りに回転するホイール3のリム3aに取り付けられ、ホイール3に装着されるタイヤ2とリム3aの間に密閉空間として形成されるタイヤ空気室2a内に備わる回転側装置1aと、ディスクブレーキ装置4のキャリパ4bに備わる固定側装置1bと、を含んで構成される。回転側装置1aをリム3aに固定する方法および固定側装置1bをキャリパ4bに固定する方法は限定するものではなく、接着や溶接など適宜選択することができる。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
As shown in FIG. 1, the tire heating device 1 according to this embodiment is attached to, for example, a disc brake device 4 and a wheel 3.
Specifically, the tire air is attached to the rim 3a of the wheel 3 that is attached to the knuckle 5 and rotates around the rotation center CL, and is formed as a sealed space between the tire 2 attached to the wheel 3 and the rim 3a. The rotation side device 1a provided in the chamber 2a and the fixed side device 1b provided in the caliper 4b of the disc brake device 4 are configured. The method for fixing the rotation-side device 1a to the rim 3a and the method for fixing the fixation-side device 1b to the caliper 4b are not limited and can be appropriately selected such as adhesion and welding.

キャリパ4bは、ホイール3と一体に回転するブレーキディスクロータ4aを挟持するように備わるキャリパボディ4b1に、インナパッド4b3とアウタパッド4b2がブレーキディスクロータ4aを挟んで対向するように配置されて備わっている。そして、ピス
トン4b4がインナパッド4b3をブレーキディスクロータ4aに押し付けたときにインナパッド4b3とアウタパッド4b2がブレーキディスクロータ4aに圧接されてホイール3に制動力を付与する。
The caliper 4b is provided so that an inner pad 4b3 and an outer pad 4b2 are opposed to each other with a brake disc rotor 4a sandwiched between a caliper body 4b1 that sandwiches a brake disc rotor 4a that rotates integrally with the wheel 3. . When the piston 4b4 presses the inner pad 4b3 against the brake disc rotor 4a, the inner pad 4b3 and the outer pad 4b2 are pressed against the brake disc rotor 4a to apply a braking force to the wheel 3.

図2の(a)に示すように、回転側装置1aは発電部40aと発熱部40bを備え、発電部40aは中空の外装部10の内部に収納される振動子11を有する。
外装部10は、ホイール3の回転中心の側となる底部10aがホイール3のリム3aに接するように、タイヤ空気室2a側に取り付けられている。そして、底部10aと対向する頂部10bに、薄膜状の圧電素子12が振動可能に取り付けられている。
As shown in FIG. 2A, the rotation-side device 1 a includes a power generation unit 40 a and a heat generation unit 40 b, and the power generation unit 40 a includes the vibrator 11 that is housed inside the hollow exterior unit 10.
The exterior portion 10 is attached to the tire air chamber 2 a side so that the bottom portion 10 a that is the rotation center side of the wheel 3 is in contact with the rim 3 a of the wheel 3. And the thin film-like piezoelectric element 12 is attached to the top part 10b which opposes the bottom part 10a so that a vibration is possible.

例えば、外装部10の頂部10bの一部に貫通孔10cが形成され、薄膜状の圧電素子12が適度な緊張を持って貫通孔10cを塞ぐように取り付けられている。また、圧電素子12には貫通孔12aが形成され、外装部10の中空部とタイヤ空気室2aが連通している。このように貫通孔12aを形成することで、圧電素子12が振動しているときの空気抵抗を軽減することができ、空気抵抗によって振動が減衰することを抑制できる。
なお、外装部10が金属素材など導体となる素材で形成される場合、圧電素子12は樹脂など絶縁性の部材を介して支持されることが好ましい。
For example, a through hole 10c is formed in a part of the top portion 10b of the exterior part 10, and the thin film piezoelectric element 12 is attached so as to close the through hole 10c with an appropriate tension. In addition, a through hole 12a is formed in the piezoelectric element 12, and the hollow portion of the exterior portion 10 and the tire air chamber 2a communicate with each other. By forming the through hole 12a in this way, air resistance when the piezoelectric element 12 is vibrating can be reduced, and attenuation of vibration due to air resistance can be suppressed.
In addition, when the exterior part 10 is formed with the material which becomes conductors, such as a metal material, it is preferable that the piezoelectric element 12 is supported via insulating members, such as resin.

振動子11は、外装部10内で底部10aと頂部10bとの間を自在に往復動可能に収納され、ホイール3が回転するときの遠心力で頂部10bの側に移動するように構成される。つまり、振動子11は、ホイール3の回転によって回転中心から外方に向かって移動する。さらに、振動子11の底部10a側には、鉄などの磁性部材11aが取り付けられている。または、鉄などの磁性部材で振動子11を形成してもよい。
そして、振動子11が圧電素子12の側に移動したときに、外装部10の内側で頂部10bに衝突するように構成される。
The vibrator 11 is housed in the exterior portion 10 so as to freely reciprocate between the bottom portion 10a and the top portion 10b, and is configured to move to the top portion 10b side by centrifugal force when the wheel 3 rotates. . That is, the vibrator 11 moves outward from the center of rotation by the rotation of the wheel 3. Furthermore, a magnetic member 11 a such as iron is attached to the bottom 10 a side of the vibrator 11. Alternatively, the vibrator 11 may be formed of a magnetic member such as iron.
When the vibrator 11 moves toward the piezoelectric element 12, the vibrator 11 collides with the top portion 10 b inside the exterior portion 10.

なお、外装部10はホイール3(リム3a)の周方向に沿った方向の断面形状が矩形の立方体形状であってもよいし、断面形状が円形の円筒形状であってもよい。
また、図2の(b)に示すように、底部10aの側から頂部10bの側に向かって先細に構成される外装部10であってもよい。ホイール3の周方向に沿った方向の断面形状が矩形の場合、外装部10は角錐台(四角錐台)形状となり、断面形状が円形の場合、外装部10は円錐台形状となる。
In addition, the exterior part 10 may have a rectangular cubic shape in cross section along the circumferential direction of the wheel 3 (rim 3a), or may have a circular cylindrical cross section.
Further, as shown in FIG. 2 (b), the exterior portion 10 may be configured to be tapered from the bottom portion 10a side toward the top portion 10b side. When the cross-sectional shape along the circumferential direction of the wheel 3 is rectangular, the exterior portion 10 has a truncated pyramid shape (square pyramid), and when the cross-sectional shape is circular, the exterior portion 10 has a truncated cone shape.

そして、振動子11の側面を外装部10の傾斜に合わせて傾斜させ、頂部10bの側で振動子11の側面と外装部10の内側が接するように構成する。
このように構成すると、例えば、振動子11が外装部10内の底部10aの側で傾いた状態であっても、頂部10bの側で外装部10の内側の傾斜と振動子11の側面の傾斜とが一致するように振動子11の姿勢が修正されて振動子11の傾きが解消される。
Then, the side surface of the vibrator 11 is inclined in accordance with the inclination of the exterior portion 10, and the side surface of the vibrator 11 and the inside of the exterior portion 10 are in contact with each other on the top portion 10 b side.
With this configuration, for example, even when the vibrator 11 is tilted on the bottom 10 a side in the exterior part 10, the slope inside the exterior part 10 and the slope of the side surface of the vibrator 11 on the top part 10 b side. The posture of the vibrator 11 is corrected so that the values coincide with each other, and the tilt of the vibrator 11 is eliminated.

振動子11が頂部10bの側で傾いた状態にあると、振動子11の例えば隅部が貫通孔10cに入り込んで圧電素子12に接触し、圧電素子12が破損する虞がある。図2の(b)に示すように、外装部10を先細に形成して振動子11の側面を傾斜させ、振動子11の姿勢を修正するように構成することで、振動子11と圧電素子12の接触を回避することができ、ひいては、圧電素子12の破損を回避できる。   If the vibrator 11 is tilted on the top portion 10b side, for example, a corner of the vibrator 11 enters the through hole 10c and contacts the piezoelectric element 12, and the piezoelectric element 12 may be damaged. As shown in FIG. 2B, the vibrator 11 and the piezoelectric element are formed by forming the exterior portion 10 to be tapered, inclining the side surface of the vibrator 11, and correcting the posture of the vibrator 11. 12 can be avoided, and as a result, damage to the piezoelectric element 12 can be avoided.

また、図2の(b)に示すように、外装部10の底部10aから中空部に突出する突起部10dを形成し、さらに、振動子11に突起部10dと嵌合する凹部11bを形成し、振動子11が底部10aの側に移動したときに凹部11bと突起部10dとが嵌合する構成としてもよい。この構成によって、底部10aの側に移動した振動子11が、例えば、横方向(ホイール3(図1参照)の周方向)にずれることを防止できる。ひいては、振動
子11が横方向に振動することを防止できる。
なお、四角錐台形状、円錐台形状の他、例えば半球形状の外装部10なども考えられる。
Further, as shown in FIG. 2B, a protrusion 10d that protrudes from the bottom 10a of the exterior part 10 to the hollow part is formed, and further, a recess 11b that fits the protrusion 10d is formed in the vibrator 11. The recess 11b and the protrusion 10d may be fitted when the vibrator 11 moves to the bottom 10a side. With this configuration, it is possible to prevent the vibrator 11 that has moved to the bottom 10a side from shifting in the lateral direction (the circumferential direction of the wheel 3 (see FIG. 1)), for example. As a result, it is possible to prevent the vibrator 11 from vibrating in the lateral direction.
In addition to the quadrangular frustum shape and the truncated cone shape, for example, a hemispherical exterior portion 10 may be considered.

本実施形態に係る固定側装置1bは、図2の(a)に示すように、ディスクブレーキ装置4のキャリパボディ4b1のリム3a側に取り付けられ、振動子11を吸引する磁石(永久磁石)を含んで構成される。   As shown in FIG. 2A, the stationary device 1b according to the present embodiment is attached to the rim 3a side of the caliper body 4b1 of the disc brake device 4 and has a magnet (permanent magnet) that attracts the vibrator 11. Consists of including.

この構成によると、ホイール3が回転している場合、図3の(a)に示すように回転側装置1a(図1参照)の発電部40aがキャリパボディ4b1の位置に接近して振動子11と固定側装置1bが対峙したとき、振動子11は固定側装置1b(永久磁石)に吸引されて底部10aの側に移動する。つまり、固定側装置1bは、振動子11をホイール3の回転中心に向かって移動させる。また、回転側装置1aは、ホイール3の回転にともなって周期的にキャリパボディ4b1の位置に接近することから、固定側装置1bは周期的に振動子11をホイール3の回転中心に向かって移動させる。
そして、図3の(b)に示すように回転側装置1aがキャリパボディ4b1と離れると、振動子11は遠心力によって回転中心から外方に向かって移動し、外装部10の内側で頂部10bに衝突する。このとき、圧電素子12が振動して電力を発生する(発電する)。
According to this configuration, when the wheel 3 is rotating, the power generation unit 40a of the rotation-side device 1a (see FIG. 1) approaches the position of the caliper body 4b1 as shown in FIG. When the stationary device 1b faces each other, the vibrator 11 is attracted to the stationary device 1b (permanent magnet) and moves to the bottom 10a side. That is, the stationary device 1 b moves the vibrator 11 toward the center of rotation of the wheel 3. Further, since the rotation side device 1 a periodically approaches the position of the caliper body 4 b 1 as the wheel 3 rotates, the stationary side device 1 b periodically moves the vibrator 11 toward the rotation center of the wheel 3. Let
Then, as shown in FIG. 3B, when the rotation-side device 1a is separated from the caliper body 4b1, the vibrator 11 moves outward from the center of rotation by centrifugal force, and the top portion 10b is formed inside the exterior portion 10. Collide with. At this time, the piezoelectric element 12 vibrates and generates electric power (generates power).

このように、ホイール3が回転している間、振動子11は、ホイール3の回転にともなって外装部10の内側で頂部10bの側と底部10aの側との間を往復動し、頂部10bに衝突したときに圧電素子12を振動させて電力を発生させる(発電させる)。
したがって、振動子11と圧電素子12を備える発電部40aはホイール3が回転している間、周期的に発電することができる。
このことによって、発電部40aは、振動子11がホイール3の回転にともなって外装部10の内部で往復動するときの運動エネルギを電力に変換する機能を有することになる。
Thus, while the wheel 3 is rotating, the vibrator 11 reciprocates between the top portion 10b side and the bottom portion 10a side inside the exterior portion 10 as the wheel 3 rotates, and the top portion 10b. The piezoelectric element 12 is vibrated when it collides with the electric power to generate electric power (generate electric power).
Therefore, the power generation unit 40a including the vibrator 11 and the piezoelectric element 12 can periodically generate power while the wheel 3 is rotating.
As a result, the power generation unit 40 a has a function of converting kinetic energy into electric power when the vibrator 11 reciprocates inside the exterior unit 10 as the wheel 3 rotates.

なお、振動子11が頂部10bに衝突したときに圧電素子12を効率よく振動させるため、頂部10bを、底部10aを含む周囲と別部材とし、頂部10bが底部10aに対して弾性支持されるように構成してもよい。
例えば、図2の(c)に示すように、頂部10bを、底部10aを含む周囲と別部材として構成し、バネなどの弾性体10b1で底部10aを含む周囲に弾性支持される構成とする。
このように構成すると、振動子11が衝突したときに頂部10bを効果的に振動させることができ、ひいては、頂部10bに備わる圧電素子12を効果的に振動させることができる。そして、効率よく発電することができる。
又は、例えば硬質ゴムなど弾性を有する部材で外装部10を構成しても、圧電素子12を効果的に振動させることができる。
In order to efficiently vibrate the piezoelectric element 12 when the vibrator 11 collides with the top portion 10b, the top portion 10b is separated from the periphery including the bottom portion 10a so that the top portion 10b is elastically supported with respect to the bottom portion 10a. You may comprise.
For example, as shown in FIG. 2C, the top portion 10b is configured as a separate member from the periphery including the bottom portion 10a, and is elastically supported around the periphery including the bottom portion 10a by an elastic body 10b1 such as a spring.
If comprised in this way, when the vibrator | oscillator 11 collides, the top part 10b can be vibrated effectively, and by extension, the piezoelectric element 12 with which the top part 10b is equipped can be vibrated effectively. And it can generate electric power efficiently.
Alternatively, the piezoelectric element 12 can be effectively vibrated even if the exterior portion 10 is made of an elastic member such as hard rubber.

回転側装置1aの発熱部40bは、図2の(a)に示すように、発電部40aが発電した電力を整流する整流器41、整流器41で整流された電力が供給されて発熱する発熱モジュール42、および発熱モジュール42の発熱を広い範囲に伝熱する伝熱モジュール43がベース44に組み込まれて構成される。
ベース44は、例えば、発電部40aの外装部10の底部10aからホイール3の周方向(リム3aの周方向)に沿って延びるように形成され、熱伝導率の高い金属などを素材とすることが好ましい。
As shown in FIG. 2A, the heating unit 40b of the rotation side device 1a includes a rectifier 41 that rectifies the power generated by the power generation unit 40a, and a heating module 42 that generates heat by being supplied with the power rectified by the rectifier 41. , And a heat transfer module 43 that transfers the heat generated by the heat generation module 42 to a wide range.
The base 44 is formed, for example, so as to extend along the circumferential direction of the wheel 3 (the circumferential direction of the rim 3a) from the bottom 10a of the exterior portion 10 of the power generation unit 40a, and is made of a metal having a high thermal conductivity. Is preferred.

発電部40aの圧電素子12が振動によって発生する電力は交流電力である。そこで、
発熱部40bは、図示しないダイオード等を含んで構成される整流器41を備え、交流電力を直流電力に変換する。
発熱モジュール42は、例えばニクロム線で構成される発熱体42aを含んで構成され、整流器41から供給される電力(直流電力)で発熱する。
また、整流器41を備えて発電部40aで発生する電力を整流することによって、発熱体42aに安定した電流を供給することができ、動作を安定できるとともに長寿命化を図ることができる。
The power generated by the vibration of the piezoelectric element 12 of the power generation unit 40a is AC power. Therefore,
The heat generating unit 40b includes a rectifier 41 configured to include a diode or the like (not shown), and converts AC power into DC power.
The heat generating module 42 includes a heat generating element 42a made of, for example, a nichrome wire, and generates heat with electric power (DC power) supplied from the rectifier 41.
Further, by providing the rectifier 41 and rectifying the electric power generated in the power generation unit 40a, a stable current can be supplied to the heating element 42a, so that the operation can be stabilized and the life can be extended.

伝熱モジュール43は、例えば、容器内に真空封入された作動液の蒸発・凝縮によって伝熱するヒートパイプで構成され、発熱モジュール42の発熱をベース44に伝熱して加熱する。なお、伝熱モジュール43はヒートパイプに限定されず、例えば伝熱率の高い銅などの素材で形成されていてもよい。
そして、加熱されたベース44がタイヤ空気室2a内の空気温度を高める。つまり、タイヤ温度を高める。
The heat transfer module 43 is constituted by, for example, a heat pipe that transfers heat by evaporation / condensation of the working fluid vacuum-sealed in the container, and transfers heat generated by the heat generating module 42 to the base 44 for heating. The heat transfer module 43 is not limited to a heat pipe, and may be formed of a material such as copper having a high heat transfer rate, for example.
And the heated base 44 raises the air temperature in the tire air chamber 2a. That is, the tire temperature is increased.

以上、図2の(a)に示すように、発電部40aと発熱部40bを含んで構成される回転側装置1aを、ホイール3(図1参照)のリム3aに取り付けると、ホイール3の回転で熱を発生させることができ、さらにタイヤ空気室2a内の空気温度(タイヤ温度)を高めることができる。
車両の走行開始時などタイヤ温度が低いときは走行時の抵抗が大きくなって、走行時の燃費が低下する。したがって、車両の走行時にはタイヤ温度を好適に上昇させることが好ましい。
As described above, as shown in FIG. 2A, when the rotation side device 1a including the power generation unit 40a and the heat generation unit 40b is attached to the rim 3a of the wheel 3 (see FIG. 1), the rotation of the wheel 3 is performed. Can generate heat, and can further increase the air temperature (tire temperature) in the tire air chamber 2a.
When the tire temperature is low, such as when the vehicle starts to travel, the resistance during traveling increases and the fuel consumption during traveling decreases. Therefore, it is preferable to suitably increase the tire temperature when the vehicle is traveling.

図2の(a)に示すように構成される回転側装置1aをホイール3(図1参照)のリム3aに取り付けてホイール3の回転に応じて発電し、さらに、発電した電力を発熱モジュール42に供給して発熱する構成とすると、発熱モジュール42を発熱させるためのエネルギをホイール3の回転で発生させることができる。
つまり、車両に備わる二次電池(図示せず)など別のエネルギを消費することなく、タイヤ温度を高めることができる。
A rotating device 1a configured as shown in FIG. 2A is attached to the rim 3a of the wheel 3 (see FIG. 1) to generate electric power according to the rotation of the wheel 3, and the generated electric power is further generated by the heating module 42. If the wheel 3 is configured to generate heat, energy for generating heat from the heat generating module 42 can be generated by the rotation of the wheel 3.
That is, the tire temperature can be increased without consuming another energy such as a secondary battery (not shown) provided in the vehicle.

タイヤ温度が高まるとタイヤ空気室2a内の空気圧が上昇してタイヤ2(図1参照)の変形量が少なくなって転がり抵抗が低減する。
また、タイヤ温度が高まると、タイヤ2自体の温度も高まり、タイヤ2を形成するゴムのヒステリシスロスが少なくなって、転がり抵抗が低減する。
このように、タイヤ温度が高まると、転がり抵抗が低減して走行時の抵抗を小さくでき、燃費を向上できる。
また、本実施形態に係るタイヤ加熱装置1の発電部40a(図2の(a)参照)は、ホイール3(図1参照)の回転に応じて発電することができ、車両の走行開始時に速やかに発電可能であり、タイヤ温度を高めることができる。
When the tire temperature rises, the air pressure in the tire air chamber 2a rises, and the amount of deformation of the tire 2 (see FIG. 1) decreases, thereby reducing the rolling resistance.
Further, when the tire temperature is increased, the temperature of the tire 2 itself is also increased, the hysteresis loss of the rubber forming the tire 2 is reduced, and the rolling resistance is reduced.
Thus, when the tire temperature increases, the rolling resistance can be reduced, the resistance during traveling can be reduced, and the fuel consumption can be improved.
In addition, the power generation unit 40a (see FIG. 2A) of the tire heating device 1 according to the present embodiment can generate power according to the rotation of the wheel 3 (see FIG. 1), and promptly when the vehicle starts to travel. Power generation is possible, and the tire temperature can be increased.

なお、本実施形態に係る回転側装置1aの振動子11(図2の(a)参照)は、ホイール3(図2の(a)参照)が回転するときの遠心力によって外装部10の頂部10b(図2の(a)参照)の側に移動し、固定側装置1b(図2の(a)参照)の吸引力(磁力)によって底部10a(図2の(a)参照)の側に移動する。したがって、ホイール3の回転速度が高いとき、すなわち、ホイール3が備わる車両の車速が高いとき、振動子11(図2の(a)参照)は大きな遠心力で頂部10bの側に押し付けられるため、固定側装置1bの吸引力が弱いと、固定側装置1bの吸引力で底部10a(図2の(a)参照)側に移動しない。つまり、圧電素子12(図2の(a)参照)が振動せず、発電部40a(図2の(a)参照)は発電しない。   Note that the vibrator 11 (see FIG. 2A) of the rotation-side device 1a according to the present embodiment has a top portion of the exterior portion 10 due to centrifugal force when the wheel 3 (see FIG. 2A) rotates. 10b (see FIG. 2 (a)) and moved to the bottom 10a (see FIG. 2 (a)) by the attractive force (magnetic force) of the fixed side device 1b (see FIG. 2 (a)). Moving. Therefore, when the rotational speed of the wheel 3 is high, that is, when the vehicle speed of the vehicle equipped with the wheel 3 is high, the vibrator 11 (see FIG. 2A) is pressed against the top portion 10b with a large centrifugal force. When the suction force of the stationary device 1b is weak, the stationary device 1b does not move to the bottom 10a (see FIG. 2A) side by the suction force of the stationary device 1b. That is, the piezoelectric element 12 (see FIG. 2A) does not vibrate, and the power generation unit 40a (see FIG. 2A) does not generate power.

また、車速が高いとき、発熱部40b(図2の(a)参照)が発熱しなくてもタイヤ温度は速やかに高まることから、車速が高いときは発電部40a(図2の(a)参照)が発電しなくてもよい。
したがって、タイヤ温度を発熱部40bの発熱で高める必要がある所定の車速のときに振動子11(図2の(a)参照)が往復動するように固定側装置1bの吸引力(磁力)を設定することが好ましい。このような所定の車速と固定側装置1bの吸引力は、走行実験等で決定する値とすればよい。
Further, when the vehicle speed is high, the tire temperature is quickly increased even if the heat generating portion 40b (see FIG. 2A) does not generate heat. Therefore, when the vehicle speed is high, the power generating portion 40a (see FIG. 2A). ) May not generate electricity.
Therefore, the attractive force (magnetic force) of the stationary device 1b is set so that the vibrator 11 (see FIG. 2A) reciprocates at a predetermined vehicle speed at which the tire temperature needs to be increased by the heat generated by the heat generating portion 40b. It is preferable to set. Such a predetermined vehicle speed and the suction force of the stationary device 1b may be values determined by a running experiment or the like.

例えば、永久磁石の磁力を高めるなど固定側装置1b(図2の(a)参照)が振動子11(図2の(a)参照)を吸引する吸引力を強くすると、車両の車速が高くホイール3(図2の(a)参照)の回転速度が高いときに振動子11を外装部10の底部10aの側に移動させることができ、振動子11を往復動させることができる。そして、圧電素子12(図2の(a)参照)を振動させて発電できる。
つまり、固定側装置1bの吸引力(磁力)を強くすれば、高い車速でも発電部40a(図2の(a)参照)が発電して、タイヤ加熱装置1(図1参照)でタイヤ温度を高めることができる。
For example, if the attracting force for attracting the vibrator 11 (see FIG. 2A) is increased by the stationary device 1b (see FIG. 2A) such as increasing the magnetic force of the permanent magnet, the vehicle speed increases. 3 (see FIG. 2A) is high, the vibrator 11 can be moved to the bottom 10a side of the exterior part 10, and the vibrator 11 can be reciprocated. The piezoelectric element 12 (see FIG. 2A) can be vibrated to generate power.
That is, if the attractive force (magnetic force) of the stationary device 1b is increased, the power generation unit 40a (see FIG. 2A) generates power even at a high vehicle speed, and the tire heating device 1 (see FIG. 1) generates the tire temperature. Can be increased.

なお、図2の(a)に示すように、振動子11には磁性部材11aが取り付けられて固定側装置1bに吸引されるが、磁性部材11aを、固定側装置1bと逆の磁極の永久磁石としてもよい。つまり、固定側装置1bに備わる永久磁石のリム3a側をS極(N極)とした場合、底部10aの側がN極(S極)の永久磁石を磁性部材11aとして振動子11に取り付ける構成としてもよい。
この構成によると、固定側装置1bと振動子11との間の吸引力(磁力)を、より高めることができ、高い車速の場合でも発電部40aが発電して、タイヤ加熱装置1(図1参照)でタイヤ温度を高めることができる。
As shown in FIG. 2 (a), the magnetic member 11a is attached to the vibrator 11 and is attracted to the fixed-side device 1b. However, the magnetic member 11a has a permanent magnetic pole opposite to that of the fixed-side device 1b. It is good also as a magnet. That is, when the rim 3a side of the permanent magnet provided in the fixed-side device 1b is an S pole (N pole), the bottom 10a side is attached to the vibrator 11 as a magnetic member 11a. Also good.
According to this configuration, the attractive force (magnetic force) between the stationary device 1b and the vibrator 11 can be further increased, and the power generation unit 40a generates power even at a high vehicle speed, and the tire heating device 1 (FIG. 1). Tire temperature can be increased.

また、ホイール3の周方向に沿って複数個の回転側装置1a(図2の(a)参照)が取り付けられる構成であってもよいし、1つの回転側装置1aに1つ以上の発電部40a(図2の(a)参照)と1つ以上の発熱部40b(図2の(a)参照)が備わる構成であってもよい。
また、発熱部40b(図2の(a)参照)は、リム3aの幅方向に延びるように構成されていてもよい。
また、発電部40aと発熱部40bとが一体に形成される構成に限定されず、発電部40aと発熱部40bを別体に構成し、発電部40aで発電した電力を発熱部40bに供給する導線で発電部40aと発熱部40bを接続する構成であってもよい。
Moreover, the structure by which several rotation side apparatus 1a (refer (a) of FIG. 2) is attached along the circumferential direction of the wheel 3 may be sufficient, and one or more electric power generation parts are attached to one rotation side apparatus 1a. The configuration may include 40a (see FIG. 2A) and one or more heat generating units 40b (see FIG. 2A).
Further, the heat generating portion 40b (see FIG. 2A) may be configured to extend in the width direction of the rim 3a.
In addition, the power generation unit 40a and the heat generation unit 40b are not limited to a configuration in which the power generation unit 40a and the heat generation unit 40b are integrally formed. The power generation unit 40a and the heat generation unit 40b are configured separately, and the power generated by the power generation unit 40a is supplied to the heat generation unit 40b. The structure which connects the electric power generation part 40a and the heat generating part 40b with conducting wire may be sufficient.

また、例えば、図4の(a)に示すように、発熱モジュール42に、発電部40aが発電した電力を蓄電するキャパシタなどの蓄電器42bと、タイヤ温度に応じて発熱体42aへの電力の供給を入切り可能に構成されるサーモスタット42cと、を備える構成としてもよい。サーモスタット42cは、例えばバイメタルを利用した簡易な構成のものでよく、タイヤ温度が所定の温度以上になると、整流器41と発熱体42aとの間を電気的に遮断して、発熱体42aへの電力の供給を停止するように構成する。ここでいう所定の温度は、走行実験等で決定される値とすればよい。
また、蓄電器42bはキャパシタに限定されるものではなく、充放電可能な二次電池などであってもよい。
In addition, for example, as shown in FIG. 4A, the heat generating module 42 is supplied with a power storage 42b such as a capacitor for storing the power generated by the power generation unit 40a, and the power supply to the heat generating element 42a according to the tire temperature. It is good also as a structure provided with the thermostat 42c comprised so that can be turned on and off. The thermostat 42c may be of a simple configuration using, for example, bimetal, and when the tire temperature exceeds a predetermined temperature, the thermostat 42c is electrically disconnected between the rectifier 41 and the heating element 42a, and the power to the heating element 42a is The supply is stopped. The predetermined temperature here may be a value determined by a running experiment or the like.
Further, the battery 42b is not limited to a capacitor, and may be a chargeable / dischargeable secondary battery or the like.

さらに、サーモスタット42cの上流側、すなわち、整流器41側に蓄電器42bを備え、整流器41と発熱体42aとの間がサーモスタット42cによって遮断されたときに、整流器41が出力する電力を蓄電器42bに蓄電するように構成する。   Furthermore, the battery 42b is provided on the upstream side of the thermostat 42c, that is, on the rectifier 41 side, and the electric power output from the rectifier 41 is stored in the battery 42b when the space between the rectifier 41 and the heating element 42a is interrupted by the thermostat 42c. Configure as follows.

この構成によると、タイヤ温度が所定の温度以上のときは、発電部40aで発電された電力を蓄電器42bに蓄電することができる。そして、タイヤ温度が所定の温度より下がって整流器41と発熱体42aの間をサーモスタット42cが電気的に接続すると、ホイール3(図1参照)が回転していない場合であっても蓄電器42bに電力が蓄電されているときは、その電力を発熱体42aに供給して発熱させてタイヤ温度を高めることができる。   According to this configuration, when the tire temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the electric power generated by the power generation unit 40a can be stored in the battery 42b. When the tire temperature falls below a predetermined temperature and the thermostat 42c is electrically connected between the rectifier 41 and the heating element 42a, electric power is supplied to the battery 42b even when the wheel 3 (see FIG. 1) is not rotating. Is stored, the electric power can be supplied to the heating element 42a to generate heat to increase the tire temperature.

例えば、車両が停車中でホイール3(図1参照)が回転しない場合であっても、蓄電器42bに電力が蓄電されていればタイヤ温度を適宜高めることができ、車両が走行開始する前にタイヤ温度を予め高めておくことが可能になる。そして、走行開始時の抵抗を小さくして燃費を向上できる。   For example, even when the vehicle is stopped and the wheel 3 (see FIG. 1) does not rotate, the tire temperature can be appropriately increased as long as the electric power is stored in the capacitor 42b, and the tire is set before the vehicle starts running. It becomes possible to raise the temperature in advance. In addition, the fuel consumption can be improved by reducing the resistance at the start of traveling.

図4の(b)に示すように、外気温Tlowまでタイヤ温度が低下した車両が時刻t0で走行開始し、時刻t1でタイヤ温度が温度Thighまで上昇して走行する場合、時刻t2で停車すると、タイヤ温度は時間の経過にともなって徐々に低下し、例えば時刻t3で外気温Tlowまで低下する。しかしながら、図4の(a)に示すように、発電部40aで発電した電力を蓄電器42bに蓄電し、さらに、蓄電器42bに蓄電される電力で適宜タイヤ温度を高める構成とすれば、図4の(b)に破線で示すように、タイヤ温度の低下を遅らせることができる。例えば、タイヤ温度が外気温Tlowまで低下する時刻t4をt3より遅くすることができる。   As shown in FIG. 4B, when a vehicle whose tire temperature has decreased to the outside air temperature Tlow starts traveling at time t0 and travels with the tire temperature rising to temperature High at time t1, the vehicle stops at time t2. The tire temperature gradually decreases with time, and for example, decreases to the outside temperature Tlow at time t3. However, as shown in FIG. 4A, if the power generated by the power generation unit 40a is stored in the battery 42b and the tire temperature is appropriately increased by the power stored in the battery 42b, the structure shown in FIG. As shown by the broken line in (b), the decrease in the tire temperature can be delayed. For example, the time t4 when the tire temperature decreases to the outside air temperature Tlow can be set later than t3.

この場合、時刻t3とt4の間に走行を再開すると、タイヤ温度が外気温Tlowまで下がりきらないうちに走行を再開することができる。したがって、走行抵抗が小さいうちに走行を再開することができ燃費を向上できる。   In this case, when the traveling is resumed between times t3 and t4, the traveling can be resumed before the tire temperature has fallen to the outside air temperature Tlow. Therefore, the traveling can be resumed while the traveling resistance is small, and the fuel consumption can be improved.

また、図4の(a)に示すサーモスタット42cに替わって図示しないスイッチを備え、さらに、回転側装置1aに備わる図示しない制御装置で当該スイッチを開閉制御する構成としてもよい。そして、例えば運転者が予め設定する所定の時刻に制御装置が当該スイッチを制御して整流器41と発熱体42aの間を電気的に接続する構成とすれば、運転者が設定する所定の時刻にタイヤ温度を高めることができる。運転者が走行開始する時刻を設定すれば、走行開始のときにタイヤ温度を予め高めておくことができ、燃費を向上できる。このような制御装置としては、例えば、図示しないTPMS(Tire Pressure Monitoring System)の制御装置を利用することができる。   Further, a switch (not shown) may be provided instead of the thermostat 42c shown in FIG. 4 (a), and the switch may be controlled to be opened and closed by a control device (not shown) provided in the rotation side device 1a. For example, if the control device controls the switch at a predetermined time set in advance by the driver to electrically connect the rectifier 41 and the heating element 42a, at a predetermined time set by the driver. Tire temperature can be increased. If the time at which the driver starts traveling is set, the tire temperature can be increased in advance at the start of traveling, and fuel efficiency can be improved. As such a control device, for example, a TPMS (Tire Pressure Monitoring System) control device (not shown) can be used.

なお、図2の(a)に示すタイヤ加熱装置1は、発電部40aが発電する電力で発熱部40bが発熱する構成であるが、発電部40aを備えない構成であってもよい。   The tire heating device 1 shown in FIG. 2A has a configuration in which the heat generating unit 40b generates heat with the power generated by the power generating unit 40a, but may have a configuration without the power generating unit 40a.

例えば、図5の(a)に示すように、金属などの導体で形成される底部10a、頂部10bと、樹脂などの絶縁体で構成される側壁部10eで囲まれた外装部10と、外装部10に収納される振動子11と、を有して回転側装置1a1を構成し、ホイール3の回転と固定側装置1b(永久磁石)の磁力とで、前記したように磁性部材11aを備える振動子11を往復動させる。   For example, as shown in FIG. 5A, an exterior portion 10 surrounded by a bottom portion 10a and a top portion 10b formed of a conductor such as metal, and a side wall portion 10e formed of an insulator such as a resin, The rotary device 1a1 is configured to include the vibrator 11 housed in the unit 10, and includes the magnetic member 11a as described above by the rotation of the wheel 3 and the magnetic force of the fixed device 1b (permanent magnet). The vibrator 11 is reciprocated.

回転側装置1a1がキャリパボディ4b1に接近して、外装部10の頂部10b側に移動している振動子11が固定側装置1bに吸引されて底部10aの側に移動するとき、固定側装置1bに備わる永久磁石が発生する磁束Mが変動して渦電流が発生する。この渦電流が導体で形成される底部10aを流れるときに発熱(ジュール熱による発熱)することから、このときの発熱でタイヤ温度を高める構成としてもよい。   When the rotation-side device 1a1 approaches the caliper body 4b1, and the vibrator 11 moving toward the top portion 10b of the exterior portion 10 is sucked by the fixed-side device 1b and moves toward the bottom portion 10a, the fixed-side device 1b The magnetic flux M generated by the permanent magnet included in the fluctuates and eddy current is generated. Since this eddy current generates heat (heat generation due to Joule heat) when it flows through the bottom portion 10a formed of a conductor, the tire temperature may be increased by the heat generated at this time.

この構成によると、回転側装置1a1は、図2の(a)に示すような発電部40a、発
熱部40bを備えることなくタイヤ空気を高めることができる。
なお、発生した渦電流が底部10aを介してホイール3に流れないように、底部10aとホイール3の間は、電気的に絶縁されていることが好ましい。例えば、底部10aとホイール3の間に図示しない絶縁部材を介在することで、底部10aとホイール3の間を電気的に絶縁できる。
According to this configuration, the rotation-side device 1a1 can increase tire air without including the power generation unit 40a and the heat generation unit 40b as shown in FIG.
In addition, it is preferable that the bottom 10a and the wheel 3 are electrically insulated so that the generated eddy current does not flow to the wheel 3 through the bottom 10a. For example, by interposing an insulating member (not shown) between the bottom portion 10a and the wheel 3, the bottom portion 10a and the wheel 3 can be electrically insulated.

また、図5の(b)に示すように、外装部10の側面と振動子11の側面が摺動するように構成する回転側装置1a2とし、ホイール3の回転にともなって往復動する振動子11と外装部10の間に摩擦による摩擦熱を発生させる構成、つまり、振動子11と外装部10の間の摩擦熱で回転側装置1a2が発熱する構成であってもよい。そして、回転側装置1a2の発熱でタイヤ温度を高める構成とすれば、図2の(a)に示すような発電部40a、発熱部40bを備えることなくタイヤ温度を高めることができる。   Further, as shown in FIG. 5B, the rotary device 1 a 2 is configured such that the side surface of the exterior portion 10 and the side surface of the vibrator 11 slide, and the vibrator that reciprocates as the wheel 3 rotates. 11 may be configured to generate frictional heat due to friction between the armature 11 and the exterior portion 10, that is, a configuration in which the rotation-side device 1 a 2 generates heat due to frictional heat between the vibrator 11 and the exterior portion 10. And if it is set as the structure which raises a tire temperature with the heat_generation | fever of the rotation side apparatus 1a2, a tire temperature can be raised, without providing the electric power generation part 40a and the heat generating part 40b as shown to (a) of FIG.

このように、図5の(a)に示す回転側装置1a1、図5の(b)に示す回転側装置1a2は、ホイール3の回転にともなって往復動する振動子11の運動エネルギで発熱する構成であり、図2の(a)に示す発電部40aを備える場合と同様に、二次電池など別のエネルギを消費することなくタイヤ温度を高めることができる。   As described above, the rotation-side device 1a1 shown in FIG. 5A and the rotation-side device 1a2 shown in FIG. 5B generate heat by the kinetic energy of the vibrator 11 that reciprocates as the wheel 3 rotates. The tire temperature can be increased without consuming another energy such as a secondary battery, as in the case of the configuration and the power generation unit 40a shown in FIG.

なお、図1に示すように、本実施形態に係るタイヤ加熱装置1の固定側装置1bはディスクブレーキ装置4のキャリパボディ4b1に備わる構成としたが、ホイール3の回転に対して停止している部位であれば、キャリパボディ4b1に限定するものではない。   As shown in FIG. 1, the stationary side device 1 b of the tire heating device 1 according to the present embodiment is provided in the caliper body 4 b 1 of the disc brake device 4, but is stopped with respect to the rotation of the wheel 3. If it is a site | part, it will not be limited to the caliper body 4b1.

例えば、図6の(a)に示すように、フェンダ100のタイヤハウス部など、回転側装置1aの、ホイール3の回転中心から向かって外方に永久磁石からなる固定側装置1bを取り付ける構成としてもよい。そして、図6の(b)に示すように、回転側装置1aの振動子11は、固定側装置1bと同じ磁極の永久磁石11cを頂部10bの側に備える構成とする。
つまり、固定側装置1bのホイール3側がS極(N極)の場合、永久磁石11cはフェンダ100側がS極(N極)となるように構成される。
For example, as shown to (a) of FIG. 6, as a structure which attaches the stationary side apparatus 1b which consists of a permanent magnet outward toward the rotation center of the wheel 3 of the rotation side apparatus 1a, such as the tire house part of the fender 100. Also good. As shown in FIG. 6B, the vibrator 11 of the rotation-side device 1a is configured to include a permanent magnet 11c having the same magnetic pole as that of the fixed-side device 1b on the top portion 10b side.
That is, when the wheel 3 side of the fixed-side device 1b is the S pole (N pole), the permanent magnet 11c is configured such that the fender 100 side is the S pole (N pole).

この構成によると、ホイール3の回転による遠心力で頂部10bの側に移動した振動子11は、回転側装置1aが固定側装置1bに接近すると、永久磁石11cと固定側装置1b(永久磁石)とが反発して発生する反発力で底部10aの側に移動する。
そして、回転側装置1aが固定側装置1bから離れると、振動子11は遠心力によって頂部10bの側に移動する。
このように、振動子11はホイール3の回転に伴って外装部10の内部を往復動し、圧電素子12を振動させて発電させることができる。
According to this configuration, when the rotary device 1a approaches the fixed device 1b, the vibrator 11 that has moved to the top 10b side by the centrifugal force generated by the rotation of the wheel 3 has a permanent magnet 11c and a fixed device 1b (permanent magnet). Move to the bottom 10a side by the repulsive force generated by repulsion.
And if the rotation side apparatus 1a leaves | separates from the stationary side apparatus 1b, the vibrator | oscillator 11 will move to the top part 10b side with a centrifugal force.
In this way, the vibrator 11 can reciprocate inside the exterior portion 10 as the wheel 3 rotates, and can vibrate the piezoelectric element 12 to generate electricity.

また、ナックル5(図1参照)など他の固定部に固定側装置が備わる構成であってもよい。   Moreover, the structure by which a fixed side apparatus is provided in other fixed parts, such as the knuckle 5 (refer FIG. 1) may be sufficient.

また、近年は、電気自動車など走行音の小さな車両に取り付けて意図的に走行音を発生させる装置の検討がなされているが、図2の(a)に示すように構成される本実施形態に係る回転側装置1aは、車両が走行してホイール3が回転すると振動子11が外装部10の内側で頂部10bに衝突するときに衝突音が発生するため、走行音を発生させる装置として利用することもできる。   In recent years, an apparatus for intentionally generating a traveling sound by attaching it to a vehicle having a small traveling sound such as an electric vehicle has been studied. In the present embodiment configured as shown in FIG. The rotation-side device 1a is used as a device for generating a traveling sound because when the vehicle travels and the wheel 3 rotates, a collision sound is generated when the vibrator 11 collides with the top portion 10b inside the exterior portion 10. You can also.

1 タイヤ加熱装置
1a 回転側装置
1b 固定側装置
2 タイヤ
2a タイヤ空気室
3 ホイール
3a リム
4 ディスクブレーキ装置
4b キャリパ
10 外装部
10a 底部
10b 頂部
11 振動子
12 圧電素子
40a 発電部
40b 発熱部
42 発熱モジュール
CL 回転中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire heating apparatus 1a Rotation side apparatus 1b Fixed side apparatus 2 Tire 2a Tire air chamber 3 Wheel 3a Rim 4 Disc brake apparatus 4b Caliper 10 Exterior part 10a Bottom part 10b Top part 11 Vibrator 12 Piezoelectric element 40a Power generation part 40b Heat generation part 42 Heat generation module CL center of rotation

Claims (7)

タイヤが装着されるホイールと一体に回転する外装部内に収納されて前記ホイールの回転による遠心力で当該ホイールの回転中心から外方に向かって移動する振動子を有する発電部と、発熱モジュールを含んで構成されてタイヤ空気室内の空気温度を高める発熱部と、を備える回転側装置、および、
前記ホイールの回転中心から外方に向かって移動している前記振動子を周期的に前記ホイールの回転中心に向かって移動させる固定側装置、を有し、
前記発電部は、前記ホイールの回転にともなって前記振動子が前記外装部内で往復動するときの運動エネルギを電力に変換し、
前記発熱モジュールは、前記発電部で変換された電力が供給されて発熱することを特徴とするタイヤ加熱装置。
A power generation unit having a vibrator housed in an exterior unit that rotates integrally with a wheel on which a tire is mounted and having a vibrator that moves outward from the center of rotation of the wheel by centrifugal force generated by the rotation of the wheel; and a heating module A heat generating unit configured to increase the air temperature in the tire air chamber, and a rotation side device, and
A stationary device that periodically moves the vibrator moving outward from the center of rotation of the wheel toward the center of rotation of the wheel;
The power generation unit converts kinetic energy when the vibrator reciprocates in the exterior part with the rotation of the wheel into electric power,
The tire heating device according to claim 1, wherein the heat generating module generates heat by being supplied with electric power converted by the power generation unit.
前記外装部は、
前記ホイールの回転中心の側となる底部と、前記底部と対向する頂部と、を有し、
前記振動子は、前記底部と前記頂部の間を往復動可能に収納され、
前記発電部は、前記ホイールの回転による遠心力で前記振動子が当該ホイールの回転中心から外方に向かって移動して前記頂部に衝突したときに振動して電力を発生する圧電素子を備えることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ加熱装置。
The exterior part is
A bottom portion on the side of the rotation center of the wheel, and a top portion facing the bottom portion,
The vibrator is housed so as to be able to reciprocate between the bottom and the top,
The power generation unit includes a piezoelectric element that generates electric power by vibrating when the vibrator moves outward from the center of rotation of the wheel and collides with the top by centrifugal force due to rotation of the wheel. The tire heating device according to claim 1.
前記固定側装置は、前記ホイールに制動力を付与するディスクブレーキ装置のキャリパに取り付けられる永久磁石であり、
前記振動子は、前記固定側装置に吸引される磁性部材を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタイヤ加熱装置。
The fixed device is a permanent magnet attached to a caliper of a disc brake device that applies a braking force to the wheel,
The tire heating device according to claim 1, wherein the vibrator includes a magnetic member that is attracted to the stationary device.
タイヤが装着されるホイールと一体に回転する外装部内に収納されて前記ホイールの回転による遠心力で当該ホイールの回転中心から外方に向かって移動する振動子を備える回転側装置、および、
前記ホイールの回転中心から外方に向かって移動している前記振動子を周期的に前記ホイールの回転中心に向かって移動させる固定側装置、を有し、
前記回転側装置は、前記ホイールの回転にともなって前記振動子が前記外装部内で往復動するときの運動エネルギで発熱することを特徴とするタイヤ加熱装置。
A rotation-side device including a vibrator that is housed in an exterior part that rotates integrally with a wheel on which a tire is mounted, and that moves outward from the center of rotation of the wheel by centrifugal force due to rotation of the wheel; and
A stationary device that periodically moves the vibrator moving outward from the center of rotation of the wheel toward the center of rotation of the wheel;
The rotation side device generates heat with kinetic energy when the vibrator reciprocates in the exterior portion as the wheel rotates.
前記回転側装置は、前記ホイールの回転にともなって往復動する前記振動子が前記外装部内を摺動し、前記振動子と前記外装部の間に発生する摩擦熱で発熱することを特徴とする請求項4に記載のタイヤ加熱装置。   The rotation-side device is characterized in that the vibrator that reciprocates as the wheel rotates slides in the exterior portion and generates heat by frictional heat generated between the vibrator and the exterior portion. The tire heating device according to claim 4. 前記固定側装置は、前記ホイールに制動力を付与するディスクブレーキ装置のキャリパに取り付けられる永久磁石であり、
前記振動子は、前記固定側装置に吸引される磁性部材を有していることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のタイヤ加熱装置。
The fixed device is a permanent magnet attached to a caliper of a disc brake device that applies a braking force to the wheel,
The tire heating device according to claim 4, wherein the vibrator includes a magnetic member that is attracted to the fixed-side device.
前記固定側装置は、前記ホイールに制動力を付与するディスクブレーキ装置のキャリパに取り付けられる永久磁石であり、
前記振動子は、前記固定側装置に吸引される磁性部材を有し、
前記回転側装置は、
前記ホイールの回転にともなって前記振動子が往復動するときに前記永久磁石が発生する磁束が変動することで発生する渦電流によって発熱することを特徴とする請求項4に記載のタイヤ加熱装置。
The fixed device is a permanent magnet attached to a caliper of a disc brake device that applies a braking force to the wheel,
The vibrator has a magnetic member that is attracted to the stationary device,
The rotation side device is:
The tire heating device according to claim 4, wherein the tire heating device generates heat due to an eddy current generated when a magnetic flux generated by the permanent magnet fluctuates when the vibrator reciprocates as the wheel rotates.
JP2010245458A 2010-11-01 2010-11-01 Tire heating device Pending JP2012096644A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010245458A JP2012096644A (en) 2010-11-01 2010-11-01 Tire heating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010245458A JP2012096644A (en) 2010-11-01 2010-11-01 Tire heating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012096644A true JP2012096644A (en) 2012-05-24

Family

ID=46389076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010245458A Pending JP2012096644A (en) 2010-11-01 2010-11-01 Tire heating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012096644A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8714869B1 (en) 2012-12-04 2014-05-06 Caterpillar Paving Products Inc. Compactor having electronically controlled heating element
US9139964B2 (en) 2013-12-16 2015-09-22 Caterpillar Paving Products Inc. System for adjusting the pressure and temperature of a compacting member
JP2017011854A (en) * 2015-06-19 2017-01-12 横浜ゴム株式会社 vehicle
CN112848817A (en) * 2019-11-12 2021-05-28 Tdk株式会社 Tire sidewall temperature sensing system and method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8714869B1 (en) 2012-12-04 2014-05-06 Caterpillar Paving Products Inc. Compactor having electronically controlled heating element
US9139964B2 (en) 2013-12-16 2015-09-22 Caterpillar Paving Products Inc. System for adjusting the pressure and temperature of a compacting member
JP2017011854A (en) * 2015-06-19 2017-01-12 横浜ゴム株式会社 vehicle
CN112848817A (en) * 2019-11-12 2021-05-28 Tdk株式会社 Tire sidewall temperature sensing system and method
CN112848817B (en) * 2019-11-12 2022-09-20 Tdk株式会社 Tire sidewall temperature sensing system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012096644A (en) Tire heating device
JP5248598B2 (en) A permanent magnet generator for converting mechanical vibration energy into electrical energy.
TWI504808B (en) Vibration fan
US9445201B2 (en) Inverted dual coil transducer
JP2010200479A (en) Power generator inside tire
JP2004282997A (en) Electric motor
JP2013187928A (en) Oscillation power generator
KR20150021318A (en) mobile phone supporter of wireless charging type having radiation function
CN102859851B (en) Linear oscillator generation device
CN107181426A (en) One kind vibration, the compound piezoelectric energy-capturing battery of the temperature difference
CN107086816B (en) Vibration and temperature difference composite piezoelectric self-generating battery
US20120060882A1 (en) Closely spaced electrodes with a uniform gap
JPH0241677A (en) Ultrasonic motor
KR101425050B1 (en) Nonutility generation heating seat chair using piezoelectric harvesting
CN207330029U (en) A kind of elevator load test device
KR101846866B1 (en) Active Dynamic Vibration Absorber
US6989609B2 (en) Method and apparatus for supplying energy to sensors
WO2008055415A1 (en) A magnetic force electricity generation module and the products using the module
CN215420039U (en) Vibration exciter and electronic device
JP2005057907A (en) Driving device
KR20180019459A (en) A Equipment for Generating Electricity of Vehicle Using Frictional Electricity
KR20170072865A (en) Oscillating linear compressor
JP2008245483A (en) Piezoelectric power plant
CN113161174A (en) Relay for circuit control
KR20160053837A (en) Vertical linear vibration motor