JP4229970B2 - 発電装置、発電装置を搭載した電気機器、及び発電装置を搭載した通信装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態の発電装置70は、外部から受けた周期的または非周期的な振動(外部振動)を電気エネルギーに変換する。図2(a)および図2(b)に示すように、発電装置70は、複数のエレクトレット電極2を表面に有する不動基板1と、複数の可動電極5を表面に有する可動基板4とを備える。可動電極5はエレクトレット電極2から一定間隔dを隔てて配置されている。エレクトレット電極2は、フロロカーボン樹脂などの電荷保持材料からなるエレクトレット膜によって覆われている。エレクトレット膜として使用可能な電荷保持材料は、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリビニルクロライド(PVC)、ポリスチレン(PS)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリビニリデンジフルオライド(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体(ECTFE)、及びポリビニルフルオライド(PVF)のような高分子電荷保持材料;シリコン酸化物(SiO2)及びシリコン窒化物(SiN)のような無機電荷保持材料である。
図4を参照して、本発明の第2実施形態に係る発電装置71を説明する。第2実施形態に係る発電装置71と第1実施形態との相異点は、エレクトレット電極2aおよび可動電極5aの形状である。エレクトレット電極2aと可動電極5aの各々は、X軸方向とY軸方向とに交互に折れ曲がって延びる複数のジグザグ状のストリップ2h、5hを含む。各電極の複数のジグザグ状のストリップは互いに交差しないことが好ましい。エレクトレット電極2aのストリップ2hは、X軸方向に延びる分岐した共通配線2fまたはY軸方向に延びる分岐した共通配線2gに接続されている。可動電極5aのストリップ5hは、X軸方向に延びる分岐した共通配線5fまたはY軸方向に延びる分岐した共通配線5gに接続されている。エレクトレット電極2aおよび可動電極5aは、相補的な形状であることが好ましい。
図6(a)、図7、図8を参照して、本発明の第3実施形態に係る発電装置73を説明する。第3実施形態に係る発電装置73と第1実施形態との相異点は、エレクトレット電極2cおよび可動電極5cの形状および配置である。それ以外については、第1実施形態と同様である。
きる。
図10(a)および図10(b)を参照して、本発明の第4実施形態に従う発電装置74を説明する。発電装置74は、第1電極21、第2電極22、可動錘23、及びフレーム30を含む。
21と第2電極22との重なり面積が変化し、発電装置74は発電する。
図12を参照して、本発明の発電装置を備えた電気機器の一例(例えば、送信装置)を説明する。本発明の発電装置は、タイヤまたはタイヤホイールに装着される送信装置であって、タイヤ空気圧、タイヤ内温度、タイヤ内加速度、タイヤ振動、タイヤ回転速度、車外光量、車両振動、及び車外温度の少なくとも一つを感知し、感知結果を無線出力する送信装置内に配置される。図12は、タイヤ空気圧を感知し、感知結果を無線出力するタイヤ空気圧センサー100のブロック図である。
下記第2〜第9実施例において、第1実施例と同様の構造については、同一符号を付すと共にその詳細な説明を省略する。図13を参照して、本発明の発電装置を使用したタイヤ空気圧センサー200を説明する。タイヤ空気圧センサー200は、電圧検知部112を除き、図12のタイヤ空気圧センサー100と同じである。
1の空気圧感知結果が正常である場合にも異常と判断するという誤動作が発生する可能性がある。この場合、電圧検知部112は、発電部107の電圧値が異常であることを送信部103へ伝達する。
図14を参照して、本発明の発電装置を使用したタイヤ空気圧センサー300を説明する。図14のタイヤ空気圧センサー300は、圧力センサー101、処理部102、及び送信部103の各々と、発電部107との間に接続された電源切替部113を備えている。
図15を参照して、本発明の発電装置を使用したタイヤ空気圧センサー400を説明する。図15に示すように、タイヤ空気圧センサー400は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサー101と、圧力センサー101から受信するセンサー信号を処理する処理部102と、処理部102で処理されたタイヤ空気圧の情報を車体に配置された受信部に送信する送信部103と、圧力センサー101、処理部102、及び送信部103のうちの少なくとも一つを作動させるための電力を供給する発電部107と、発電部107の発電の周期情報を送信部103に出力する周期取出し部114とで構成されている。発電部107には、上記実施形態で説明した多方向の外部振動を吸収して、電気エネルギーを生成する
発電装置70〜74が一つ又は複数個設けられている。周期取出し部114は、検出した周期情報を処理部102に供給しても良い。
図16を参照して、本発明の発電装置を使用した通信装置500を説明する。
をアンテナから電磁波で車体に配置された受信部に送信するとともにECUからの信号をアンテナにより受信する。発電部119は、外部振動を吸収し、電気エネルギーに変換即ち発電を行い、発電により得た電力をセンサー部115、通信制御部116、処理部117、及び送受信部118に供給する。
図17を参照して、本発明の発電装置を使用した記憶型の通信装置600を説明する。
図18を参照して、本発明の発電装置を使用したタイヤ空気圧センサーシステム1000を説明する。
が向上するので、動作マージン向上に伴う動作信頼性を向上することができる。
図19を参照して、本発明の発電装置を使用した車載ネットワークシステム1100を説明する。
図20(a)を参照して、本発明の発電装置を使用した交通情報ネットワークシステム1200を説明する。
通信装置600と、この通信装置600との間で情報の送受信を行う基地局130とを備える。基地局130は情報処理装置140と接続されてもよい。情報処理装置140は、基地局130と通信装置600との間で送受信される信号から、車両を特定することができる。
可動電極、6a,6b バネ駆動体 70 発電装置。
Claims (6)
- 第1電極と、
前記第1電極から離間した第2電極と、を備え、
前記第1電極と前記第2電極の少なくとも一方は、電荷を保持する膜を含み、
前記第1電極と前記第2電極の少なくとも一方は、一平面上における第1軸と、前記一平面上において前記第1軸とは異なる第2軸に沿って移動可能であり、前記第1電極及び前記第2電極の少なくとも一方が、前記第1軸に沿って移動したとき及び前記第2軸に沿って移動したときの双方において、前記第1電極と前記第2電極との重なり面積が変化することを特徴とした発電装置。 - 前記第1電極を有する不動基板と、
前記不動基板と対向し、前記第2電極を有する可動基板と、
前記可動基板と連結され、前記可動基板と前記第2電極を、前記第1軸及び前記第2軸に沿って弾性移動可能に支持する弾性部材とを備えることを特徴とした請求項1に記載の発電装置。 - 複数の電子部品と、前記複数の電子部品の一部または全てを動作させるための電力を生成する請求項1または2に記載の発電装置と、を備えた電気機器。
- 車両に搭載され、前記発電装置が前記車両の振動で発電することを特徴とした請求項3に記載の電気機器。
- 前記複数の電子部品は、
タイヤ空気圧、タイヤ内温度、タイヤ内加速度、タイヤ振動、及びタイヤ回転速度のうちの少なくとも一つ感知するセンサー部と、
電気信号を処理する処理部と、
無線信号を送信する送信部と、
無線信号を受信する受信部と、
データを記憶するメモリー部と、
のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とした請求項3または4に記載の電気機器。 - 車両のタイヤまたはタイヤホイールに装着され、請求項1または2に記載の発電装置を備える通信装置であって、
前記発電装置により前記通信装置の動作電力の一部または全てをまかなわれ、タイヤ空気圧、タイヤ内温度、タイヤ内加速度、タイヤ振動、及びタイヤ回転速度のうちの少なくとも一つ感知し、感知結果を無線出力することを特徴とした通信装置。
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