JP2017220984A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体の動力変動を電力として回収することが可能な動力伝達装置を提供する。【解決手段】動力伝達装置１がベース６２と、ベースに対して軸線を中心として回転する第１回転体１５と第１回転体の外周に沿って間隙１７を有して環状に形成された第２回転体１６と、間隙に設けられ、第１回転体と第２回転体とにそれぞれ結合された複数の圧電素子３１と、複数の圧電素子を直列に接続する複数の素子間配線４１と、第１回転体又は第２回転体に支持され、複数の圧電素子と素子間配線とによって形成された圧電素子群４７が出力する電力を送電する送電装置７６と、ベースに設けられ、送電装置から送電される電力を受電する受電装置７７と、第２回転体の外周に巻き掛けられた巻掛動力伝達体１４とを有する。【選択図】 図２

Description

本発明は、回転運動を伝える動力伝達装置であって、特に内燃機関に取り付けられる動力伝達装置に関する。

内燃機関のクランク軸に取り付けられるクランクプーリにはゴムなどの緩衝材を備えたものが知られている（例えば、引用文献１）。緩衝材を備えたクランクプーリでは、内燃機関のサイクルに合わせたクランク軸の回転変動がベルトに伝達し難くなる。

特開２００３−３３６７２２公報

しかしながら、従来のプーリでは、クランク軸の回転変動のエネルギーは緩衝材に吸収され回収されていないため、内燃機関のエネルギー効率が低下するという課題があった。

そこで本発明は、以上の背景を鑑み、クランクプーリ等の回転体の回転変動のエネルギーを電力として回収することが可能な動力伝達装置を提供する。

上記課題を解決するために、動力伝達装置（１、８１、９１）が、ベース（６２、６）と、前記ベースに対して軸線を中心として回転する第１回転体（１５）と第１回転体の外周に沿って間隙（１７）を有して環状に形成された第２回転体（１６）と、前記間隙に設けられ、前記第１回転体と前記第２回転体とにそれぞれ結合された複数の圧電素子（３１）と、複数の前記圧電素子を直列に接続する複数の素子間配線（４１）と、前記第１回転体又は前記第２回転体に支持され、複数の前記圧電素子と前記素子間配線とによって形成された圧電素子群（４７、９２，９３）が出力する電力を送電する送電装置（７６、８６）と、前記ベースに設けられ、前記送電装置から送電される電力を受電する受電装置（７７、８７）と、前記第２回転体の外周に巻き掛けられた巻掛動力伝達体（１４）とを有するとよい。

この態様によれば、第１回転体の動力変動によって圧電素子が変形し、変形によって圧電素子に発生した電力が外部に取り出される。

また、上記の態様において、前記圧電素子が前記第１回転体の軸線から径方向に延び、複数の前記圧電素子が前記第１回転体の周方向に沿って並べられ、前記素子間配線が端部において前記圧電素子の径方向内側に設けられた端部と、当該圧電素子の周方向一方向に隣り合う前記圧電素子の径方向外側に設けられた端部とに結合するとよい。

この態様によれば、第１回転体の動力変動によって第２回転体が第１回転体に対して変位し、圧電素子が変形するため、圧電素子に電圧が発生する。

また、上記の態様において、前記素子間配線が前記第１回転体と前記第２回転体とに当接し、前記第１回転体の径方向及び周方向に弾性を有するとよい。

この態様によれば、第２回転体が第１回転体に対して変位するとき、圧電素子及び素子間配線に力が加わるため、圧電素子に加わる力が軽減され、圧電素子の破損が防止される。

また、上記の態様において、前記素子間配線の一端（４２）が、前記圧電素子の径方向内側に設けられた端部（３２）と前記第１回転体との間に設けられ、前記素子間配線の他端（４３）が、当該圧電素子の周方向一方向に隣り合う前記圧電素子の径方向外側に設けられた端部（３３）と前記第２回転体との間に設けられているとよい。

この態様によれば、第２回転体が第１回転体に対して変位するとき、素子間配線を介して圧電素子に力が加わるため、圧電素子に加わる力が軽減され、圧電素子の破損が防止される。

また、上記の態様において、前記第１回転体が整流回路（５１、９４，９５）及び蓄電装置（５２、９６）を備え、前記圧電素子群が前記整流回路と前記蓄電装置とを順番に介して前記送電装置に接続されているとよい。

この態様によれば、前記圧電素子群に発生した電力が蓄電装置に蓄電される。

また、上記の態様において、前記第１回転体が内燃機関（２）のクランク軸（４）に連結されているとよい。

この態様によれば、クランク軸の回転変動によって動力伝達装置が発電する。

また、上記の態様において、前記ベースが前記クランク軸を支持するクランクケース（３）に取り付けられたチェーンカバーの一部（６２）であり、前記送電装置が送電側電極（２１）を有し、前記受電装置が受電側電極（６５）を有し、前記送電側電極が前記第１回転体に設けられ、前記受電側電極が前記ベースに設けられるとよい。

この態様によれば、互いに当接する電極によって送電装置及び受電装置が簡素に構成される。

また、上記の態様において、前記ベースが前記クランク軸を支持するクランクケースに取り付けられたチェーンカバー（６）の一部であり、前記送電装置が非接触式送電装置（８６）であり、前記受電装置が非接触式受電装置（８７）であり、前記非接触式送電装置が前記第１回転体に設けられ、前記非接触式受電装置が前記ベースに設けられ、前記非接触式送電装置と前記非接触式受電装置とが電磁誘導方式によって電力を送受信するとよい。

この態様によれば、摩耗しうる接点を用いずに、送電装置及び受電装置が構成される。

以上の構成によれば、回転体の回転変動のエネルギーを電力として回収することが可能な動力伝達装置を提供することが可能となる。

第１実施形態に係る動力伝達装置の概略図 動力伝達装置の正面図 図２のＩＩＩの拡大図 図２のＩＶ−ＩＶ断面図 第２実施形態に係る動力伝達装置の断面図 第３実施形態に係る動力伝達装置の正面図

以下に本発明による動力伝達装置を内燃機関に適用した三つの実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。

＜＜第１実施形態＞＞
図１に示されるように、第１実施形態に係る動力伝達装置１はレシプロエンジンである内燃機関２に備えられる。内燃機関２はクランクケース３とクランクケース３に回転可能に支持されたクランク軸４とを有する。クランクケース３の一端側には、チェーンカバー６が取り付けられている。クランク軸４はチェーンカバー６に設けられたカバー貫通穴７から突出している。内燃機関２は更に補機として発電機、エンジン冷却系のウォータポンプ及びエアコンディショナ用コンプレッサを備える。補機はそれぞれ、動力の入力軸となる駆動軸８Ａ、８Ｂ及び８Ｃを備えている。

動力伝達装置１は、クランクプーリ９と、従動プーリ１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃと、伝動ベルト１４とを備える。クランクプーリ９はクランク軸４の先端に取り付けられ、クランク軸４の回転によって回転する。従動プーリ１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃは、駆動軸８Ａ、８Ｂ及び８Ｃの先端に取り付けられている。伝動ベルト１４は、無端のベルトであり、クランクプーリ９と従動プーリ１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃと内燃機関２に取り付けられたテンションプーリ１３とに巻き掛けられている。クランク軸４の回転がクランクプーリ９から伝動ベルト１４に伝達され、伝動ベルト１４によって従動プーリ１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃが回転駆動され、補機である発電機、ウォータポンプ及びコンプレッサが駆動される。

図２に示されるように、クランクプーリ９は第１回転体１５と第２回転体１６とを備える。第１回転体１５は、クランクプーリ９の中央に位置し、略円板状に形成されている。第２回転体１６は第１回転体の外周に間隙１７を介して円環状に形成されている。第２回転体１６はクランクプーリ９の外周を画定している。

第１回転体１５は中央に軸部１８を備える。軸部１８はクランクケース３に向けて円柱状に突出している。軸部１８は軸部１８を貫通する軸穴１９を有する。図３で示されるように、２つの送電側電極２１が軸部１８の外周面に軸線に沿って並んで設けられている。送電側電極２１はそれぞれ軸部１８の外周面に沿って環状に形成されている。

第２回転体１６は仕切板部２２、緩衝部２３及び索受部２４を備える。仕切板部２２、緩衝部２３及び索受部２４は、第２回転体１６と同軸に環状に形成されている。仕切板部２２の内周縁は、第２回転体１６の内周縁を画定し、仕切板部２２の外周縁は緩衝部２３の内周縁に結合している。緩衝部２３の外周縁は索受部２４の内周縁に結合し、索受部２４の外周縁は、第２回転体１６の外周縁を画定している。仕切板部２２は絶縁材料によって形成されている。緩衝部２３は仕切板部２２よりも弾性を有し、ゴム等の素材で形成されている。索受部２４は、外周全周に渡って内方に凹んだベルト溝２５を備える。図４に示されるように、ベルト溝２５に伝動ベルト１４が巻き掛けられている。

図２及び図３に示されるように、間隙１７は第１回転体１５と第２回転体１６との間に環状に形成されている。間隙１７には圧電素子３１が複数設けられている。それぞれの圧電素子３１は略直方体形状を備え、第１回転体１５の径方向外方に延びている。圧電素子３１はクランクプーリ９の径方向内側の内端部３２と径方向外側の外端部３３とを備える。圧電素子３１に径方向に圧縮力・引張力が加わり、圧電素子３１が伸縮変形すると、外端部３３と内端部３２との間に電圧が発生する。第１回転体１５の周方向にせん断力が加わり、圧電素子３１が周方向にせん断変形すると、外端部３３と内端部３２との間に電圧が発生する。

第１回転体１５の外周には、周方向に沿って圧電素子３１が複数並べられている。圧電素子３１は素子間配線４１によって接続される。素子間配線４１は弾性を有する金属、例えば銅やリン青銅等の材料によって形成されている。素子間配線４１はクランクプーリ９の径方向に向かう面を有する板ばね状に形成されている。

素子間配線４１は第１端部４２と第２端部４３とを有する。第１端部４２は１つの圧電素子３１の内端部３２と第１回転体１５との間に設けられ、当該内端部３２と第１回転体１５とに結合している。第２端部４３は、第１端部が結合している圧電素子３１の周方向における一方向（本実施形態では右方向）に隣り合う圧電素子の外端部３３と第２回転体１６との間に設けられ、当該外端部３３と第２回転体１６とに結合している。素子間配線４１は間隙１７に収められ、第１端部４２から第２端部４３まで屈曲して延び、略Ｓ字形状を備えている。

第１回転体１５の外周に設けられた圧電素子３１は素子間配線４１によって直列に接続され、少なくとも１つの圧電素子群を構成する。本実施形態では、第１回転体１５の外周に設けられたすべての圧電素子３１が直列に接続され一体となり１つの圧電素子群４７を構成している。

圧電素子群４７は、端に位置する一端側圧電素子４５と他端側圧電素子４６と有する。一端側圧電素子４５と他端側圧電素子４６とは、第１回転体１５の周方向における他方向（本実施形態では左方向）に隣り合っている。素子間配線４１は、一端側圧電素子４５の内端部３２から他端側圧電素子４６の外端部３３にまで、第１回転体１５の外周に沿って周方向における一方向（本実施形態では右方向）に隣り合った圧電素子３１を順番に接続している。一端側圧電素子４５の外端部３３には電極である素子群第１電極４８が結合されている。他端側圧電素子４６の内端部３２には電極である素子群第２電極４９が結合されている。

間隙１７であり圧電素子３１及び素子間配線４１の周囲は樹脂又はゴムなどの絶縁性を有する素材によって封止されている。間隙１７の内燃機関２から外方に向かう側面にはゴム等の絶縁性を有し弾性を有する材料によって被覆されている。

素子群第１電極４８及び素子群第２電極４９は、整流回路５１を介して蓄電装置５２に接続されている。整流回路５１及び蓄電装置５２は、第１回転体１５のクランクケース３から外方に向かう側面において、第１回転体１５の外周縁よりも第１回転体１５の軸線に近い位置に設けられる。整流回路５１は２つの入力側端子と２つの出力側端子を有し、公知の構成（例えばダイオードブリッジ）を備える。素子群第１電極４８及び素子群第２電極４９は配線によって整流回路５１の２つの入力側端子にそれぞれ接続されている。本実施形態では、蓄電装置５２はコンデンサによって形成されている。整流回路５１の２つの出力端子は配線によってそれぞれ蓄電装置５２の２つの電極に接続されている。第１回転体１５は更に、第１荷重部５５及び第２荷重部５６を有する。第１荷重部５５及び第２荷重部５６はそれぞれ第１回転体１５のクランクケース３から外方に向かう側面において、第１回転体１５の軸線に対して蓄電装置５２及び整流回路５１と対称な位置に設けられている。第１荷重部５５及び第２荷重部５６はそれぞれ蓄電装置５２及び整流回路５１と同じ重量を備えている。

図４に示されるように、カバー貫通穴７は、チェーンカバー６において円形に貫通した穴である。カバー貫通穴７には、その周縁から軸線と平行に延び円筒状に形成された筒部６２が備えられている。筒部６２の内周面には、筒部６２の軸線方向に並んだ２つの受電側電極６５が設けられている。

クランク軸４はその端部にクランク軸端部７２を備えている。クランク軸端部７２は軸穴１９に挿入され、クランクプーリ９はクランク軸４に結合し、クランクプーリ９とクランク軸４は一体回転する。本実施形態では、クランク軸４に軸線に沿うボルト穴を備え、クランクプーリ９はクランク軸４に螺着される。更に、クランクプーリ９とクランク軸４とは、キー及びキー溝によって、周方向の移動が規制されている。

軸部１８と筒部６２との間には、シール部材７５が挿入されている。シール部材７５はドーナツ状に形成され、外周面において筒部６２に固定され、その内周面は軸部１８の外周面に摺動している。本実施形態では、筒部６２に内燃機関２の外側に向かう面を備える段部を設け、シール部材７５は段部に係止されている。２つの送電側電極２１はともにシール部材７５よりクランクケース３の側に位置する。

蓄電装置５２の２つの電極は、第１回転体１５の側面及び軸穴１９の内孔に沿う配線によって、送電側電極２１にそれぞれ接続している。筒部６２の内周面には、筒部６２の軸線に向かって突出した２つの受電側電極６５が設けられている。２つの受電側電極６５はそれぞれ異なる送電側電極２１に当接し、電気的に接続している。２つの受電側電極６５は内燃機関２の外部に設けられた所望の負荷（図示せず）に配線によって接続している。送電側電極２１及び受電側電極６５は、ともに通電に長けた材料（例えば、銅合金）によって形成されている。受電側電極６５が筒部６２に設けられ、クランク軸４が筒部６２に対して軸線を中心として回転し、筒部６２はベースとして機能する。

次に、動力伝達装置１の動作について説明する。内燃機関２の駆動によって、クランクプーリ９が回転する。クランクプーリ９の回転運動が伝動ベルト１４を介して従動プーリ１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃに伝達される。クランク軸４の回転は内燃機関２のサイクルに応じた所定の周期を持つ微小変動をする。それによって、クランクプーリ９の回転もまた所定の周期で微小変動する。伝動ベルト１４に加わる張力及びクランクプーリ９に加わるトルクも所定の周期で微小変動する。

第２回転体１６は伝動ベルト１４から張力を受ける。張力の増減によって、第２回転体１６は第１回転体１５に対して伝動ベルト１４から加えられる張力の合力の向きへ前進・後退（並進変位）する。第２回転体１６の第１回転体１５に対する並進変位によって、圧電素子３１が伸縮し、外端部３３と内端部３２との間に電圧が発生する。圧電素子３１は直列に接続されているため、張力の増減に伴って発生した電圧の総和に相当する電圧が素子群第２電極４９と素子群第１電極４８との間に発生する。

クランクプーリ９に加わるトルクの変動によって、第２回転体１６が第１回転体１５に対してクランクプーリ９の周方向に回転変位すると、圧電素子３１にせん断力が加わる。圧電素子３１がせん断変形し、外端部３３と内端部３２との間に電圧が発生する。圧電素子３１は直列に接続されているため、トルク変動に伴って発生した電圧の和に相当する電圧が素子群第２電極４９と素子群第１電極４８との間に発生する。

素子群第１電極４８と素子群第２電極４９との間に発生した電圧が整流回路５１を介して蓄電装置５２に印加される。整流回路５１は１組の出力側端子を備え、入力された電圧の絶対値に相当する電圧を出力側端子の一端側の電極に対して他端側の電極が常に正となるように出力する。整流回路５１から電圧が出力されることによって、蓄電装置５２に電圧が印加され電荷が蓄えられる。

蓄電装置５２への蓄電によって、蓄電装置５２の電極間には電圧が発生する。２つの送電側電極２１のそれぞれが２つの受電側電極６５のそれぞれに当接するため、蓄電装置５２の電極間に発生する電圧が、２つの受電側電極６５の間に印加される。２つの送電側電極２１によって接触式送電装置７６が構成され、２つの受電側電極６５によって接触式受電装置７７が構成されている。

２つの受電側電極６５の間に印加された電圧が内燃機関２の外部に設けられた負荷に印加され、負荷が所定の仕事を行う。クランク軸４の回転運動における微小変動が蓄電装置５２における帯電エネルギーに変換され、帯電エネルギーが負荷の仕事として内燃機関２の外部に取り出される。

次に、動力伝達装置１の効果について説明する。第１回転体１５と第２回転体１６との間に間隙１７が設けられ、第１回転体１５の回転運動の変化によって圧電素子３１が変形する。圧電素子３１は直列に接続され、圧電素子３１に発生した電圧の和に相当する電圧が接触式受電装置７７に印加される。

２つの圧電素子３１の電極の間を接続する素子間配線４１は弾性を有する金属よって略Ｓ字形状に形成されているため、素子間配線４１は圧電素子３１の伸縮変形やせん断変形に追従する。素子間配線４１が圧電素子３１の変形に追随するため、圧電素子３１及び素子間配線４１の破損が防止されると共に、圧電素子３１の変形が素子間配線４１によって阻害されずスムーズに行われる。

素子間配線４１は、弾性を有して圧電素子３１に掛かる力を低減することで、圧電素子３１の破損を防止する機能と、圧電素子３１を接続する機能とを同時に果たす。２つの機能を同時に果たすことによって、クランクプーリ９の構造が簡素化される。

送電側電極２１は軸部１８の外周面に沿って環状に形成されているため、クランクプーリ９が回転している場合においても、送電側電極２１は受電側電極６５に常に当接する。送電側電極２１及び受電側電極６５がシール部材７５よりも内燃機関２の側に設けられているため、内燃機関２の外部からの浸水による電極の腐食が防止される。

蓄電装置５２及び整流回路５１は第１回転体１５において第２回転体１６の内周縁よりも第１回転体１５の軸線に近い側に設けられるため、クランクプーリ９の回転バランスの悪化が抑えられる。第１回転体１５は更に、第１回転体１５の軸線について蓄電装置５２及び整流回路５１の対称な位置に蓄電装置５２及び整流回路５１と同じ重量を備えた第１荷重部５５及び第２荷重部５６を有する。第１回転体１５が第１荷重部５５及び第２荷重部５６を備えることで、第１回転体１５の回転バランスが向上する。

仕切板部２２の弾性は緩衝部２３の弾性よりも小さいため、第１回転体１５に対する第２回転体１６の変位によって生じる力が周方向に分散する。仕切板部２２が設けられることによって隣り合う圧電素子３１の変形がより均一に保たれる。

圧電素子３１及び素子間配線４１は樹脂又はゴムによって封止されているため、素子間配線４１、素子群第１電極４８及び素子群第２電極４９の腐食が防止される。更に、間隙１７の内燃機関２から外方に向かう側面は被覆されているため、間隙１７への塵埃の進入が防止される。

＜＜第２実施形態＞＞
図５に示されるように、第２実施形態に係る動力伝達装置８１は、第１実施形態と同じく第１回転体１５、第２回転体１６及び圧電素子３１を備える。動力伝達装置８１は、第１実施形態とは異なる送電装置である非接触式送電装置８６及び受電装置である非接触式受電装置８７を備える。以下では、それらについて説明する。

非接触式送電装置８６は第１回転体１５のチェーンカバー６に向かう面に設けられる。非接触式送電装置８６は圧電素子群４７の両端に配線によって接続されている。非接触式送電装置８６は電磁誘導式を用いて電力の送信を行う。電磁誘導式の電力の送信には、例えば金属コイルを用いた電力伝送を行う公知の電磁誘導式の非接触式電力伝送の方法が用いられる。

非接触式受電装置８７は、チェーンカバー６の第１回転体１５に向かう面に設けられる。非接触式受電装置８７は、非接触式送電装置８６から送信された電磁誘導式を用いて電力を受信する。非接触受電装置８７がチェーンカバー６に設けられ、クランク軸４がチェーンカバー６に対して軸線を中心として回転し、チェーンカバー６はベースとして機能する。

次に、第２実施形態に係る動力伝達装置８１の動作について説明する。圧電素子群４７の両端に発生した電力は、非接触式送電装置８６から送電され、非接触式受電装置８７によって受電される。非接触式受電装置８７は受信した電力を接続された配線に出力する。出力された電力は内燃機関２の外部に設けられた負荷によって消費される。

次に、第２実施形態に係る動力伝達装置８１の効果について説明する。非接触式送電装置８６及び非接触式受電装置８７を用いることによって摩耗しうる接点を用いずに、送電装置及び受電装置が構成される。

＜＜第３実施形態＞＞
図６に示されるように、第３実施形態に係る動力伝達装置９１は、第１実施形態と同じく第１回転体１５、第２回転体１６、圧電素子３１、送電装置７６及び受電装置７７を備える。第３実施形態は、第１実施形態とは異なり、２つの圧電素子群である第１圧電素子群９２及び第２圧電素子群９３と、２つの整流回路である第１整流回路９４及び第２整流回路９５とを備える。以下では、それらについて説明する。

動力伝達装置９１は、複数の圧電素子３１を備える。圧電素子３１は、第１回転体１５の外周に沿って周方向に等間隔に配置されている。圧電素子３１は、第１回転体１５の周方向において、２つの群、第１圧電素子群９２及び第２圧電素子群９３に２分割されている。それぞれの群に含まれる圧電素子３１は、直列に接続されている。

第１整流回路９４と第２整流回路９５は第１回転体１５に設けられる。第１圧電素子群９２の両端の電極は第１整流回路９４の２つの入力端子に接続される。第２圧電素子群９３の両端の電極は第２整流回路９５の２つの入力端子に接続される。第１整流回路９４及び第２整流回路９５は、それぞれ正極、負極の出力端子を有し、常に、入力された電圧の絶対値に相当する電圧を、正極の出力端子の電位が負極の出力端子の電位よりも高くなるように出力する。第１整流回路９４の負極と第２整流回路９５の正極とは接続され、第１整流回路９４の正極と第２整流回路９５の負極とはそれぞれ蓄電装置９６の２つの入力端子に接続されている。蓄電装置９６の２つの入力端子はそれぞれ送電装置７６の２つの入力端子に接続されている。

次に、第３実施形態に係る動力伝達装置９１の動作について説明する。第１圧電素子群９２に発生した電圧は第１整流回路９４によって整流される。第２圧電素子群９３に発生した電圧は第２整流回路９５によって整流される。第１整流回路９４の負極と第２整流回路９５の正極とが接続されているため、第１整流回路９４の正極と第２整流回路９５の負極との間に、第１圧電素子群９２が出力する電圧の絶対値と第２圧電素子群９３が出力する電圧の絶対値との和に相当する電圧が出力され、蓄電装置９６に印加される。

次に、第３実施形態に係る動力伝達装置９１の効果について説明する。第１圧電素子群９２及び第２圧電素子群９３はそれぞれ第１整流回路９４及び第２整流回路９５に接続されている。そのため、第１圧電素子群９２と第２圧電素子群９３に発生する電圧の符号の違いによって、第１圧電素子群９２と第２圧電素子群９３に発生する電圧が相殺されず、より大きな電圧が蓄電装置９６に印加される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記実施形態では圧電素子３１がクランクプーリ９に設けられていたが、従動プーリ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに設けられてもよい。プーリ９、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及び伝動ベルト１４を用いて動力伝達装置１が構成されていたが、プーリ及びケーブル、スプロケット及びチェーン等を用いて動力伝達装置が構成されていてもよい。

上記実施形態において、圧電素子３１の内端部３２及び外端部３３が直接、素子間配線４１に結合されていたが、圧電素子３１は、内端部３２の径方向内方及び外端部３３の径方向外方に設けられた電極を介して、素子間配線４１、素子群第２電極４９又は素子群第１電極４８に結合していてもよい。

上記実施形態において、受電装置７７、８７に接続された負荷は、動力伝達装置１とは異なる構造体に設けられているが、内燃機関２の内部、外部どちらに設けられてもよい。上記実施形態において、送電装置７６、８６から送電された電力が受電装置７７、８７に接続された負荷において仕事に変換されていたが蓄電されてもよい。

上記実施形態において、接触式受電装置７７は、シール部材７５よりも内燃機関２の側に設けられるとしたが、シール部材７５よりも内燃機関２の外側に設けられてもよい。その場合は、チェーンカバー６の内部に収められたチェーンから潤滑油が飛沫し、送電側電極２１及び受電側電極６５の表面が潤滑油に覆われることによって、送電側電極２１及び受電側電極６５の間の電気的な接続が失われることが防止される。

上記第１実施形態において、第１荷重部５５及び第２荷重部５６はそれぞれ蓄電装置５２及び整流回路５１を用いて構成されてもよい。更に、第１回転体１５の軸線に対して蓄電装置５２及び整流回路５１の対称な位置に、それぞれ蓄電装置５２及び整流回路５１と同じ重量を備えた第１荷重部５５及び第２荷重部５６を設けるものとしたが、第１荷重部５５及び第２荷重部５６の代わりに第１回転体１５の外周縁近傍に第３荷重部９９を配置することで、第１回転体１５の重心の位置を軸線の位置となるように補償してもよい。第３荷重部９９を設ける位置を第１回転体１５の外周縁近傍とすることによって、第１回転体１５の重量増加が抑えられる。また、上記第２実施形態においても、荷重部を設け、非接触式送電装置８６を設けることによって生じたクランクプーリ９の重心のクランクプーリ９の軸線からのずれを補償してもよい。

上記第２実施形態において、非接触式送電装置８６は、圧電素子群４７に電気的に直接接続されていたが、整流回路５１を介して接続されてもよい。非接触式受電装置８７はチェーンカバー６に設けられているが、非接触式受電装置８７が設けられる位置は非接触式送電装置８６から送電される電力を受信できる位置であればよく、配置位置には限定されない。

上記第３実施形態において、第１回転体１５の外周に設けられた圧電素子３１を２つに区分けし、第１圧電素子群９２及び第２圧電素子群９３を構成したが、３つ以上に区分けし、圧電素子群を構成してもよい。圧電素子群ごとに整流されるため、圧電素子３１に発生する電圧が相殺されにくくなり、より大きな電圧が蓄電装置５２、９６に印加される。上記第３実施形態において送電装置及び受電装置は接触式送電装置７６及び接触式受電装置７７であったが、それぞれ非接触式送電装置８６及び非接触式受電装置８７であってもよい。

１ ：第１実施形態に係る動力伝達装置
２ ：内燃機関
３ ：クランクケース
４ ：クランク軸
６ ：チェーンカバー
１４ ：伝動ベルト（巻掛動力伝達体）
１５ ：第１回転体
１６ ：第２回転体
１７ ：間隙
３１ ：圧電素子
３２ ：内端部
３３ ：外端部
４１ ：素子間配線
４２ ：第１端部
４３ ：第２端部
５１ ：整流回路
５２ ：蓄電装置
６２ ：筒部
７６ ：接触式送電装置
７７ ：接触式受電装置
８１ ：動力伝達装置
８６ ：非接触式送電装置
８７ ：非接触式受電装置
９１ ：動力伝達装置
９４ ：第１整流回路
９５ ：第２整流回路
９６ ：蓄電装置

Claims (8)

1. ベースと、
   前記ベースに対して軸線を中心として回転する第１回転体と
   前記第１回転体の外周に沿って間隙を有して環状に形成された第２回転体と、
   前記間隙に設けられ、前記第１回転体と前記第２回転体とにそれぞれ結合された複数の圧電素子と、
   複数の前記圧電素子を直列に接続する複数の素子間配線と、
   前記第１回転体又は前記第２回転体に支持され、複数の前記圧電素子と前記素子間配線とによって形成された圧電素子群が出力する電力を送電する送電装置と、
   前記ベースに設けられ、前記送電装置から送電される電力を受電する受電装置と、
   前記第２回転体の外周に巻き掛けられた巻掛動力伝達体とを有することを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記圧電素子が前記第１回転体の軸線から径方向に延び、
   複数の前記圧電素子が前記第１回転体の周方向に並べられ、
   前記素子間配線が端部において前記圧電素子の径方向内側に設けられた端部と、当該圧電素子の周方向一方向に隣り合う前記圧電素子の径方向外側に設けられた端部とに結合することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記素子間配線が前記第１回転体と前記第２回転体とに当接し、前記第１回転体の径方向及び周方向に弾性を有することを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記素子間配線の一端が、前記圧電素子の径方向内側に設けられた端部と前記第１回転体との間に設けられ、
   前記素子間配線の他端が、当該圧電素子の周方向一方向に隣り合う前記圧電素子の径方向外側に設けられた端部と前記第２回転体との間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
5. 前記第１回転体が整流回路及び蓄電装置を備え、
   前記圧電素子群が前記整流回路と前記蓄電装置とを順番に介して前記送電装置に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の動力伝達装置。
6. 前記第１回転体がその軸線において内燃機関のクランク軸に連結されていることを特徴とする請求項５に記載の動力伝達装置。
7. 前記ベースが前記クランク軸を支持するクランクケースに取り付けられたチェーンカバーの一部であり、
   前記送電装置が送電側電極を有し、
   前記受電装置が受電側電極を有し、
   前記送電側電極が前記第１回転体に設けられ、
   前記受電側電極が前記ベースに設けられることを特徴とする請求項６に記載の動力伝達装置。
8. 前記ベースが前記クランク軸を支持するクランクケースに取り付けられたチェーンカバーの一部であり、
   前記送電装置が非接触式送電装置であり、
   前記受電装置が非接触式受電装置であり、
   前記非接触式送電装置が前記第１回転体に設けられ、
   前記非接触式受電装置が前記ベースに設けられ、
   前記非接触式送電装置と前記非接触式受電装置とが電磁誘導方式によって電力を送受信することを特徴とする請求項６に記載の動力伝達装置。

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