JP3051758U - 車両類の緩衝装置兼用発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動等のエネルギーを利用して補助的な電力
を獲得し、かつ同時にその構成により緩衝作用をも得る
ことのできる装置の提供。 【解決手段】 円筒状ケース１に上端からシャフト２を
昇降自在に挿入する。円筒状ケース１の下端板１ｂ上に
は発電コイル６を配設し、シャフト２の下端には発電コ
イル６中を昇降移動し得るように発電磁石７を固設す
る。発電磁石７は、下端にＮ極を、上端にＳ極を有する
永久磁石で構成した。円筒状ケース１の下端板１ｂ上
で、発電コイル６の内側の位置に、上端に発電磁石７の
下端側の磁極と同一の磁極を有する下限限定用の磁石８
を配設する。円筒状ケース１の上端板１ａの下面には下
端にドーナツ状の当接板９を備えた限定コイルバネ１０
を配設し、シャフト２の途中には鍔体１１を張り出させ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、自転車のような軽車両から自動車や鉄道車両までの車両類に適用す ることができる車両類の緩衝装置兼用発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の緩衝装置としては、コイルバネ、板バネ又はトーションバー等の緩衝バ ネあるいはエアサスペンション等が知られている。更には油圧式のショックアブ ソーバもよく知られたところである。しかしこれらと兼用する発電機は知られて いない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

自転車、自動車又は列車等の車両類では、乗り心地の改善のために、以上のよ うな緩衝装置の開発改良が行なわれている。

【０００４】 しかしいずれにしても開発の対象である前記技術は、路面の凹凸等を原因とす る振動又は衝撃を、単に吸収して乗り心地の改善をするところに力点が置かれ（ 勿論これとともに発進時や制動時の車体の傾きを減少させるための改善等も行な われていることはいうまでもないが）、前記路面の凹凸等に起因する振動又は衝 撃等のエネルギーの有効利用については全く考慮されていない。

【０００５】 本考案に於いては、無駄に捨てられている以上の振動又は衝撃等のエネルギー を電力に変換して有効に利用しつつ緩衝作用をも得ようとするものである。

【０００６】 ところで、これらの車両類に搭載されている発電機は、従来回転型であり、自 転車では人力により、その他の車両では、その駆動体であるエンジンの駆動力の 一部を利用することにより発電を行なっているものである。しかして当然ながら 前記駆動体を駆動するエネルギーを用意しなければ発電を行ない得ないものであ る。あるいは人が自転車を動かさなければ発電を行ない得ないものである。

【０００７】 即ち、本考案では、特別にエネルギーを供給する必要のある駆動源を用意する ことなく、無駄に捨てられている前記振動等のエネルギーを利用して補助的な電 力を獲得し、かつ同時に上記電力を獲得する構成により緩衝作用をも得ることの できる車両類の緩衝装置兼用発電機を提供することを解決の課題とするものであ る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

しかして本考案は、発電コイルと発電磁石とを、相対的に、前者が後者の磁束 を切って直線的な往復運動をするように組み合わせ、 かつ前記発電コイルと前記発電磁石とに前記相対的な往復運動を一定範囲内に 限定する限定手段を構成し、 更に前記発電コイルと前記発電磁石とを、その一方を車両側に、その他方を車 輪側に、それぞれ連結するための連結手段を構成した車両類の緩衝装置兼用発電 機である。

【０００９】 前記発電コイルと発電磁石との相対的な往復運動は、直線的なものであれば、 実際には、前者と後者のいずれが動くように構成してあっても良い。後述するよ うに、発電磁石を往復動させるように構成する方が容易である。なお発電磁石と しては永久磁石が使いやすい。

【００１０】 具体的な構成としては、たとえば、円筒状ケースの上端からシャフト部材を昇 降自在に挿入し、前者を前記車輪側への連結手段に、後者を前記車体側への連結 手段に連結し、これらに前記各要素を組み込む構成とするのが適当である。

【００１１】 たとえば、前記発電コイルを前記円筒状ケースの底面上に直立状態に配設し、 一方で、前記発電磁石を前記シャフト部材の下端に固設することにより、上記発 電磁石が前記発電コイル中を昇降自在となるように構成する。前記発電磁石とし ては円柱状の永久磁石であって、上下方向に磁極を有する永久磁石を採用する。

【００１２】 ところで前記シャフト部材には、これを上記の位置で昇降案内する案内部材を 付設する。上記案内部材は自由な構成を採用することができる。たとえば、上記 案内部材として、前記円筒状ケースの上端及び途中に、前記シャフト部材を昇降 方向にスライド自在に支持する軸受けを配設する。軸受けとしては、ローラーベ アリング、ボールベアリング又はプレーンベアリング等を必要に応じて選択して 採用する。

【００１３】 また前記限定手段として、一方では、前記円筒状ケースの底面の位置であって 、上記発電コイルの内部側の位置に、上端に前記発電磁石の下端側の磁極と同一 の磁極を有する限定磁石を配置し、他方では、上記円筒状ケースの上部に限定バ ネ部材を配設し、かつ前記シャフト部材の途中外周に鍔体を張り出させることに より、上記シャフト部材が上昇限界に至ると上記鍔体が前記限定バネ部材の下端 に圧接し、下降限界に至ると前記限定磁石の上端の磁極により発電磁石が反発し て昇降範囲を限定する。

【００１４】 なお前記限定磁石の上端には、場合により、スポンジ等の薄いシート状弾性材 を貼着しておくのが良い。こうして極めて強い振動により前記発電磁石と上記限 定磁石とが衝突するかもしれない場合に備えておくことができる。

【００１５】 本考案は、以上のように構成したので、前記発電コイルの連結手段と前記発電 磁石の連結手段を、それぞれ車両類の車体側又は車輪側に各別に連結して使用す る。

【００１６】 そうすると、車両類が道路等を走行する際に、路面等の凹凸により車輪に生じ る振動は先ず連結手段からこの緩衝装置に伝達される。その結果、その振動にと もない、発電コイルと発電磁石とが、相対的に、前者が後者の磁束を切って直線 的な往復運動をすることになり、発電コイルに起電力が生じる。しかして上記起 電力の発生にともない、発電コイルと発電磁石との相対的な往復動に制動力が生 じることになる。

【００１７】 こうして本考案によれば、道路の凹凸等により生じる振動のエネルギーは、電 気エネルギーに変換され、車両等に於いて用いる電力に対する補助的な電源とな り、かつ緩衝装置としての作用を果たすことができる。 なお前記発電コイルと前記発電磁石との相対的な往復運動は、限定手段により 一定範囲内に限定される。 なおまた前記発電コイルから得られる電流は周波数の一定しない交流電流であ るので、一般の整流手段で整流してバッテリーに充電して使用するのが適当であ る。

【００１８】

【考案の実施の形態】

以下、考案の実施の形態を一実施例に基づいて添付図面を参照しつつ詳細に説 明する。 図１及び図２は本考案の車両類の緩衝装置兼用発電機の一実施例を示しており 、図１はその概略断面図、図２は取り出された交流電流を整流してバッテリーに 充電し、またはバッテリーの放電電流とともに車両類の補助電源として利用する ための補助電源回路である。

【００１９】 図１に示したように、円筒状ケース１に、上端からシャフト２を昇降自在に挿 入する。上記円筒状ケース１には、その上端中央部に上記シャフト２を昇降自在 に支持する支持筒３を構成し、かつ下から２／３付近の中央部に、同様に、シャ フト２を昇降自在に支持する支持筒４を構成する。前記支持筒３は前記円筒状ケ ース１の上端を閉塞する上端板１ａによって支持され、前記支持筒４は上記円筒 状ケース１の内周に中央部に向けて突設したアーム５、５…によって支持される 。

【００２０】 前記円筒状ケース１の下端板１ｂの上面中央部には、発電コイル６を直立状態 に配設する。他方、前記シャフト２の下端には、上記発電コイル６中を昇降自在 に移動し得るように、円柱状の発電磁石７を固設する。上記発電磁石７は上下に 磁極を有する永久磁石で、下端にＮ極を、上端にＳ極を有するものとした。更に 、前記円筒状ケース１の下端板１ｂの上面上の位置であって、前記発電コイル６ の内側中央部の位置に、上端に前記円柱状の発電磁石７の下端側の磁極と同一の 磁極であるＮ極を有する下限限定用の磁石８を配設する。こうして発電磁石７が 下降限界に至ると、上記磁石８の上端のＮ極と発電磁石７の下端のＮ極とが相互 に反発し合って下降限界を限定づける。

【００２１】 また一方前記円筒状ケース１の上端板１ａの下面には下端にドーナツ状の当接 板９を備えた限定コイルバネ１０を配設し、他方上記シャフト２の途中外周には 鍔体１１を張り出させ、上記シャフト２が上昇限界に至ると上記鍔体１１が上記 限定コイルバネ１０の当接板９に弾力的に当接して上昇限界を限定づけるように する。

【００２２】 なお図中１２は前記円筒状ケース１の下端に構成した車両の車輪側へ連結する ための連結リングであり、１３は前記シャフト２の上端に構成した車体側へ連結 するための連結リングである。

【００２３】 なおまた前記発電コイル６の両端は、図２に示すように、ブリッジダイオード １４の交流電流の入力端に接続し、上記ブリッジダイオード１４の出力端をバッ テリー１５に接続する。バッテリー１５の両極は更に車両類の補助電力として出 力するための出力端に接続する。

【００２４】 この実施例では、以上のように構成したので、前記円筒状ケース１の下端の連 結リング１２は車両類の車輪側に、一方前記シャフト２の上端の連結リング１３ は車体側に連結して使用する。たとえば、この実施例では、小型で簡明に構成し たので、自転車のサドルを支持する支持体、あるいは荷台を支持する支持柱等と して使用することができる。

【００２５】 この緩衝装置を荷台を支持する支持柱として用いる場合には、一対のそれを両 側に配設することとし、連結リング１３を荷台に接続し、連結リング１２を車軸 側に接続する。

【００２６】 しかして自転車が道路を走行する際に、路面の凹凸により車輪に生じる振動は 先ず連結リング１２からこの緩衝装置の円筒状ケース１に伝達される。そして円 筒状ケース１の振動により、発電コイル６は相対的に発電磁石７の磁束を切って 直線的な往復運動をすることになり、結果として発電コイル６に起電力が生じる 。また一方では、上記起電力の発生に起因して発電コイル６と発電磁石７の振動 による往復動に対して制動力が生じることになる。この制動力が緩衝作用となる わけである。

【００２７】 こうしてこの実施例によれば、道路の凹凸等により生じる振動のエネルギーは 、電気エネルギーに変換され、車両、この場合は自転車で用いる灯火類等の電力 に対する補助的な電源となり、かつ緩衝装置としての作用を果たすことができる 。

【００２８】 なお発電磁石７の前記往復昇降運動は、下限は、円筒状ケース１の底面に配設 した磁石８と発電磁石７との磁気的反発作用により限定され、上限は、円筒状ケ ース１の上部の限定コイルバネ１０の下端に配設した当接板９と、シャフト２の 途中に配設した鍔体１１とが当接して弾性的に反発することにより限定される。

【００２９】 なおまた以上の緩衝装置の発電コイル６で生じた周波数の一定しない交流電流 は、図２に示すように、前記ブリッジダイオード１４により整流され、バッテリ ー１５に充電される。バッテリー１５に充電された電流は、一般のそれと同様に 、車両類に搭載した種々の機器の需要に供せられる。

【００３０】

【考案の効果】 本考案の車両類の緩衝装置兼用発電機は、前記発電コイルの連結手段と前記発 電磁石の連結手段を、それぞれ車両類の車体側又は車輪側に各別に連結して使用 する。そうすると、車両類が道路等を走行する際に、路面等の凹凸により車輪に 生じる振動は先ず連結手段からこの緩衝装置に伝達され、その結果、その振動に ともない、発電コイルと発電磁石とが、相対的に、前者が後者の磁束を切って直 線的な往復運動をすることになり、発電コイルに起電力が生じ、上記起電力の発 生にともない、発電コイルと発電磁石との相対的な往復動に制動力が生じること になる。

【００３１】 こうして本考案の車両類の緩衝装置兼用発電機によれば、道路の凹凸等により 生じる振動のエネルギーは、電気エネルギーに変換され、車両等に於いて用いる 電力に対する補助的な電源となり、かつ緩衝装置としての作用を果たすことがで きる。

【００３２】 なお前記発電コイルと前記発電磁石との相対的な往復運動は、限定手段により 一定範囲内に限定されるので、予定外の大きな振動によりこれ自体が損傷を生じ て動作不能になるような問題はない。

【００３３】 なおまた前記発電コイルから得られる電流は周波数の一定しない交流電流であ るので、一般の整流手段で整流してバッテリーに充電して使用することにより、 使用に適する安定した直流出力を得ることができることとなる。

【００３４】 しかして本考案の車両類の緩衝装置兼用発電機によれば、これまで無駄に捨て られてきた車両類の走行中の路面の凹凸等に起因する振動等のエネルギーを有効 に利用することができる。即ち、上記無駄に捨てられている振動等のエネルギー を電力に変換して補助的な電源として利用するとともに、これにともないサスペ ンション等の緩衝作用をも得ることができる。

【００３５】 以上の本考案の車両類の緩衝装置兼用発電機に於いて、基本的な伸縮構造とし て、円筒状ケースの上端からシャフト部材を昇降自在に挿入し、前者を前記車輪 側への連結手段に、後者を前記車体側への連結手段に連結し、これらに前記各要 素を組み込む構成を採用した場合は、確実に動作する簡明な構造とすることがで きる。

【００３６】 制動及び緩衝構造として、前記発電コイルを前記円筒状ケースの底面上に直立 状態に配設し、前記発電磁石を前記シャフト部材の下端に固設することにより、 上記発電磁石が前記発電コイル中を昇降自在となる構成を採用した場合は、簡明 な構成で、振動による発電作用を得、かつこの作用を通じて前記振動を低減する 緩衝作用を得ることができるものである。 なお前記発電磁石としては円柱状の永久磁石であって、上下方向に磁極を有す る永久磁石を採用する。

【００３７】 また前記限定手段として、一方では、前記円筒状ケースの底面の位置であって 、上記発電コイルの内部側の位置に、上端に前記発電磁石の下端側の磁極と同一 の磁極を有する限定磁石を配置し、他方では、前記円筒状ケースの上部に限定バ ネ部材を配設し、かつ前記シャフト部材の途中外周に鍔体を張り出させる構成を 採用した場合は、上記シャフト部材が上昇限界に至ると上記鍔体が前記限定バネ 部材の下端に圧接し、また下降限界に至ると前記限定磁石の上端の磁極により発 電磁石が反発することとなり、極めて良好に昇降範囲を限定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の車両類の緩衝装置兼用発電機の一実施
例の概略断面図。

【図２】取り出された交流電流を整流してバッテリーに
充電し、またはバッテリーの放電電流とともに車両類の
補助電源として利用するための補助電源回路。

【符号の説明】

１ 円筒状ケース １ａ 上端板 １ｂ 下端板 ２ シャフト ３、４ 支持筒 ５ アーム ６ 発電コイル ７ 発電磁石 ８ 磁石 ９ 当接板 １０ 限定コイルバネ １１ 鍔体 １２、１３ 連結リング １４ ブリッジダイオード １５ バッテリー

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電コイルと発電磁石とを、相対的に、
   前者が後者の磁束を切って直線的な往復運動をするよう
   に組み合わせ、 かつ前記発電コイルと前記発電磁石とに前記相対的な往
   復運動を一定範囲内に限定する限定手段を構成し、 更に前記発電コイルと前記発電磁石とを、その一方を車
   両側に、その他方を車輪側に、それぞれ連結するための
   連結手段を構成した車両類の緩衝装置兼用発電機。
2. 【請求項２】 前記車体側への連結手段としてシャフト
   部材を、前記車輪側への連結手段として円筒状ケースを
   採用し、 前記発電コイルを上記円筒状ケースの底面に直立状態に
   配設し、前記発電磁石としての円柱磁石を前記発電コイ
   ル中に昇降自在に配置し、更に前記円柱磁石の上端に前
   記円筒状ケースの上端から昇降自在に垂下したシャフト
   部材の下端を連結し、 前記限定手段として、前記円筒状ケースの底面には、前
   記円柱磁石が下降限界に至ると、これを反発させるべ
   く、上端に前記円柱磁石の下端側の磁極と同一の磁極を
   有する限定磁石を設置し、前記円筒状ケースの上部に
   は、限定バネ部材を配設し、かつ前記シャフト部材の途
   中には、その上昇限界に至ると、それを押上圧縮すべ
   く、前記限定バネ部材の下端に圧接する鍔体を張り出さ
   せた請求項１の車両類の緩衝装置兼用発電機。