JP4863148B2 - In-tire power generator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車産業に関し、特に電気エネルギーの発電に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両の走行時において、回転するタイヤの形状の変化およびタイヤ内部を利用するという、従来未利用方法の発電装置である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
車両の走行時に発生するタイヤの形状の変化およびタイヤ内部を利用して発電を行う発電装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、タイヤ内部において、タイヤの回転軸に対して、ほぼ直行する方向に動くように配置され、またタイヤの内部の内側面の変形に連動する位置に配置された凸部と、その凸部の動きに連動し、凸部を支える位置に配置された永久磁石の支柱が、永久磁石の支柱の両側面に配置した鉄心に巻線を施した界磁巻線の構成の両磁極からなり、それらが、車両の走行時にタイヤと接地点との接触時に、車両荷重によりおこるタイヤの形状の変化に伴って、タイヤの内側面が前期凸部を押し上げ、前記永久磁石の支柱が、凸部の動きに連動して、両磁極の間を上下運動することにより発電することを特徴とするタイヤ内発電装置を提案する。
【0005】
上記構成に係るタイヤ内発電装置によれば、車両に取り付けられたタイヤには、車両荷重によりタイヤと地面との接地点において、そのタイヤの形状に歪みが生じるため、前記接地点のタイヤの底面は、タイヤの回転軸方向に向かって変型し、前記凸部をタイヤの回転軸方向に向かって押す。すなわち、タイヤの内部において、前記凸部は、タイヤの内側面に押され、タイヤの回転軸に対してほぼ直行する方向に動き、これにより、前記凸部を支持する前記支柱は、凸部の動きに連動し、支柱の両側面に配置した前記両磁極の間を上下運動することにより磁界を変動させ、発電が行われる。さらに、詳細に述べれば、凸部を受ける永久磁石の支柱の両端に、N極、S極があり、仮に、支柱の凸部に接している上端をN極とすると、支柱の下端はS極となる。永久磁石の支柱の両側面に配置された、鉄心に巻線を施した界磁巻線の構成の両磁極には、凸部側の端をN極、その反対側、タイヤの中心部側の端をS極と構成する。上記構成によると、永久磁石の支柱のS極と支柱の側面に配置された界磁巻線のN極は互いに引き合うため、相互の位置が保たれる。また、タイヤの内側面の変形に伴い、凸部がタイヤの内側に押されることにより、凸部を支える永久磁石の支柱は、磁極同士の弾き合う安定的な位置を越えて、さらに、タイヤ中心部に向かって動くことになるが、その後、タイヤ内側面から受けた力からの解放並びに永久磁石の支柱の下端にあるS極と界磁巻線からなる両磁極のタイヤ中心部側のS極との互いの反発する力により、元の位置、すなわち、タイヤ中心部とは反対の方向へ移動する。このような凸部を支える永久磁石の支柱の上下運動により、発生させた電流を界磁巻線のコイルを経てタイヤ外に導くことができる。
【0006】
また、本発明のタイヤ内発電装置では、タイヤ内部において、請求項1記載の凸部と、その凸部の動きに連動し、凸部を支える永久磁石の支柱が、永久磁石の支柱の両側面に配置した鉄心に巻線を施した界磁巻線からなる磁界を上下運動することにより、すなわち永久磁石の支柱が両磁極の間を上下運動することにより磁界を変動させ、さらに、前期凸部がタイヤの内側面に接し、タイヤ内側面の形状の変化に伴って連動し動くことができるための開口部を周縁上に備え、請求項1記載の凸部、凸部を支える永久磁石の支柱および、支柱の両側面の両磁極を内包することのできるタイヤ状の鉄の輪を配置した。
【0007】
上記構成によれば、タイヤとほぼ同型のタイヤ内部に装着可能な大きさのタイヤ状の鉄の輪と、前記タイヤ状の鉄の内部に請求項1記載の凸部、凸部を支える永久磁石の支柱および、支柱の両側面の両磁極を内包することのでき、また鉄の輪周縁上に前記凸部がタイヤの内側面に接するための開口部を設け、これにより、タイヤの形状の変化に伴ってタイヤの内側面が前記凸部と接触することができる。凸部を支持する前記永久磁石の支柱が凸部の動きに連動して、支柱の両側面に配置した前記両磁極の間を上下運動することにより磁界を変動させ、発電が行われる。
【0014】
用語の説明として、本発明において、タイヤとは、要するに車両に使用されるものであればいかなるものでもよい。具体的には、例えば、自動車、トラック、バイク、原動機付自転車、自転車等に取り付けられるタイヤを使用することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【0016】
図1は、本発明の第1実施形態におけるタイヤ内発電装置をタイヤ内部に設置した概略構成を示す平面図であり、図2は、タイヤ内発電装置をタイヤ内部に2式設置した状態を示す断面斜視図である。図において、タイヤ内発電装置はタイヤ5の内部に設置され、1は凸部で、支柱2によって支持されており、支柱2の両側面に位置するように両磁極3がホイル4上に固定されている。
【0017】
凸部1は、タイヤ5の形状の変化に伴ってタイヤ5の内側面と接するので、凸部1の先端は球状またはタイヤ5内側面を損傷することのないように工夫された材質および形状が好ましい。また、支柱2は両磁極3との相反する力によって支えられており、支柱2は、凸部1がタイヤ5の形状の変化を最も受けやすい所に位置するよう凸部1を支持している。
【0018】
上記の第1実施形態におけるタイヤ内発電装置では、次のようにして発電が行われる。すなわち、タイヤ5内部において凸部1が位置する面のタイヤ5の外部側面が地面と接する際、タイヤ5は車両荷重により形状が変化することから、凸部1が位置する面のタイヤ5内側面は、タイヤ5の回転軸方向に向かって変型し、凸部1に接触し、よって、ここに凸部1をタイヤ5の回転軸方向に押し出す力が発生する。凸部1を支持する支柱2は、凸部1の動きに連動して、支柱2の両側面に配置した両磁極3の間を上限運動することにより磁界を変動させ、発電が行われる。
【0019】
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。
【0020】
図3は、本発明の第2実施形態におけるタイヤ内発電装置をタイヤ内部に設置した概略構成を示す平面図であり、図4は、タイヤ内発電装置をタイヤ内部に2式設置した状態を示す断面斜視図である。
【0021】
図において、7はタイヤ状の鉄の輪で、周縁上には凸部1がタイヤ5の内側面と接するために開口部6を備えている。第2の実施形態では、上記第1の実施形態におけるタイヤ内発電装置にタイヤ状の鉄の輪7をタイヤ5内部に装着し、タイヤ状の鉄の輪7の内部に第1の実施形態を備える構成にした。また、タイヤ状の鉄の輪7の構成以外は第1の実施形態と同じである。
【0022】
図3および図4において、前述した第1の実施形態と同一の構成部分は同一符号をもって表す。また、第1の実施形態におけるタイヤ内発電装置と第2の実施形態におけるタイヤ内発電装置との相違点は、タイヤ状の鉄の輪7をタイヤ5内部に装着し、タイヤ状の鉄の輪7の内部に第1の実施形態におけるタイヤ内発電装置を配置したことであり、両磁極3はタイヤ状の鉄の輪7上に固定し、凸部1はタイヤ状の鉄の輪7の周縁状に備えた開口部6よりタイヤ5内側面に接する。
【0023】
これにより、両磁極3の固定が容易になる。また、既存のタイヤにタイヤ内発電装置を装着可能とするために、タイヤ状の鉄の輪7を組み立て可能な構成にすることが好ましい。さらに、タイヤ状の鉄の輪7は、車両の走行時に発生するタイヤの破損による事故の被害を最小限にとどまらせることが可能な部材、構成を用いることが好ましい。
【0024】
また、図3における開口部6のように一定の間隔でタイヤ状の鉄の輪7の周縁上に開口部6を複数備え、開口部6と同数の複数式の第1実施形態によるタイヤ内発電装置をタイヤ状の鉄の輪7内部に設置し、発電を行うことにより、車両の走行時にタイヤ5が回転することにより、より多くの発電を行うことができる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、タイヤ内部の空間とタイヤに生じる形状の変化を利用することにより電力を発電するタイヤ内発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるタイヤ内発電装置をタイヤ内部に設置した概略構成を示す平面図
【図2】本発明の第1の実施形態におけるタイヤ内発電装置をタイヤ内部に2式設置した状態を示す断面斜視図
【図3】本発明の第2の実施形態におけるタイヤ内発電装置をタイヤ内部に設置した概略構成を示す平面図
【図4】本発明の第2の実施形態におけるタイヤ内発電装置をタイヤ内部に2式設置した状態を示す断面斜視図
【符号の説明】
1 凸部
2 支柱
3 両磁極(界磁巻線)
4 ホイル
5 タイヤ
6 開口部
7 タイヤ状の鉄の輪[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the automotive industry, and more particularly to the generation of electrical energy.
[0002]
[Prior art]
This is a conventionally unused power generation device that utilizes a change in the shape of a rotating tire and the inside of the tire when the vehicle is traveling.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a power generation device that generates power by using a change in the shape of a tire that occurs when a vehicle travels and the inside of the tire.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is arranged inside the tire so as to move in a direction substantially perpendicular to the rotation axis of the tire, and in a position interlocked with deformation of the inner side surface of the tire. Fields in which the protrusions of the permanent magnets and the permanent magnet posts arranged at the position supporting the protrusions are wound on the iron cores placed on both sides of the permanent magnet posts in conjunction with the movement of the protrusions. It consists of two magnetic poles in the configuration of the winding, and when the vehicle is in contact with the tire and the ground point when the vehicle is running, the inner surface of the tire pushes up the first convex part with the change in the shape of the tire caused by the vehicle load, Proposed is an in-tire power generator, wherein the permanent magnet supports generate power by moving up and down between both magnetic poles in conjunction with the movement of the convex portion.
[0005]
According to the in-tire power generation device according to the above configuration, the tire attached to the vehicle is distorted in the shape of the tire at the contact point between the tire and the ground due to the vehicle load. Is deformed toward the direction of the rotation axis of the tire, and the convex portion is pushed toward the direction of the rotation axis of the tire. That is, in the tire, the convex portion is pushed by the inner surface of the tire and moves in a direction substantially orthogonal to the rotation axis of the tire, whereby the support column supporting the convex portion is In conjunction with the movement, the magnetic field is fluctuated by moving up and down between the magnetic poles arranged on both side surfaces of the support column to generate power. More specifically, there are N poles and S poles at both ends of the support of the permanent magnet that receives the projections. If the upper end in contact with the projections of the support is N poles, the lower end of the support is S poles. It becomes. The two poles of the structure of the field winding with windings on the iron core disposed on both sides of the permanent magnet support are N poles on the convex side, on the opposite side, on the center part side of the tire The end is configured as the S pole. According to the above configuration, the S pole of the permanent magnet column and the N pole of the field winding arranged on the side surface of the column attract each other, so that the mutual position is maintained. In addition, as the inner surface of the tire is deformed, the convex portion is pushed to the inside of the tire, so that the support of the permanent magnet that supports the convex portion exceeds the stable position where the magnetic poles bounce, and further, the center of the tire After that, the release from the force received from the inner surface of the tire and the S pole on the tire center side of both poles consisting of the S pole and the field winding at the lower end of the permanent magnet column And the repulsive force of each other move toward the original position, that is, in the direction opposite to the center of the tire. The generated current can be guided out of the tire through the coil of the field winding by the vertical movement of the support of the permanent magnet supporting the convex portion.
[0006]
Further, in the in-tire power generation device of the present invention, in the tire, the convex portion according to
[0007]
According to the above configuration, a tire-shaped iron ring having a size that can be mounted inside a tire that is substantially the same type as the tire, and the convex portion according to
[0014]
As an explanation of terms, in the present invention, the tire may be any tire as long as it is used for a vehicle. Specifically, for example, tires attached to automobiles, trucks, motorcycles, motorbikes, bicycles, and the like can be used.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration in which the in-tire power generator in the first embodiment of the present invention is installed inside the tire, and FIG. 2 shows a state in which two sets of in-tire power generators are installed in the tire. It is a cross-sectional perspective view. In the figure, the in-tire power generator is installed inside a
[0017]
Since the
[0018]
In the in-tire power generator in the first embodiment, power generation is performed as follows. That is, when the outer side surface of the
[0019]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0020]
FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration in which the in-tire power generator in the second embodiment of the present invention is installed inside the tire, and FIG. 4 shows a state in which two sets of in-tire power generators are installed in the tire. It is a cross-sectional perspective view.
[0021]
In the figure,
[0022]
3 and 4, the same components as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals. Further, the difference between the in-tire power generation device in the first embodiment and the in-tire power generation device in the second embodiment is that a tire-
[0023]
Thereby, fixation of both the
[0024]
Further, the plurality of
[0040]
【Effect of the invention】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an in-tire power generation device that generates electric power by utilizing a space inside a tire and a shape change generated in the tire.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration in which a tire power generation device according to a first embodiment of the present invention is installed inside a tire. FIG. 2 is a plan view showing the tire power generation device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional perspective view showing a state where two sets are installed. FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration in which the in-tire power generator in the second embodiment of the present invention is installed inside the tire. FIG. 4 is a second embodiment of the present invention. Cross-sectional perspective view showing a state in which two sets of in-tire power generators are installed inside the tire
1
4
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