(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、運動エネルギを電気エネルギに変換して発電する発電装置であって、
中心軸を有し、該中心軸回りに回転する回転体と、
前記回転体に対し摩擦接触する摩擦材と、
前記回転体に設けられた第１発電素子部と、
前記摩擦材に設けられた第２発電素子部と、を含み、
前記第１及び第２発電素子部は、互いの相互作用で生じる電磁誘導現象を利用し発電することを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記第１発電素子部は、電磁誘導体を含み、
前記第２発電素子部は、前記摩擦材と一体に設けられ、前記第１発電素子部を挟むように構成された磁石体を含むことを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項３】
前記磁石体は、その磁力の発生及び停止が制御可能に構成されていることを特徴とする請求項２記載の発電装置。
【請求項４】
前記磁石体は、その磁束密度が熱によって変化するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の発電装置。
【請求項５】
前記磁石体の磁束密度を制御する磁束密度コントローラを備えたことを特徴とする請求項２〜４の何れか一項記載の発電装置。
【請求項６】
前記第１発電素子部は、第１磁石体を含み、
前記第２発電素子部は、第２磁石体、及び前記第１及び第２磁石体に挟まれるように構成された電磁誘導体を含むことを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項７】
前記回転体及び前記摩擦材のそれぞれに設けられ、互いの導通の有無を制御して前記電磁誘導体を含む回路の開閉を制御する導通部を備えたことを特徴とする請求項２〜６の何れか一項記載の発電装置。
【請求項８】
前記回転体は、その少なくとも一部が絶縁体で覆われていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項記載の発電装置。
【請求項９】
前記回転体及び前記第１発電素子部は、一体成型で製造されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項記載の発電装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項記載の発電装置を具備する制動装置であって、
前記回転体は、ブレーキロータであり、
前記摩擦材は、ブレーキパットであることを特徴とする制動装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置及び制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発電装置としては、車両に搭載され、運動エネルギを電気エネルギに変換して発電するものが知られている。例えば下記特許文献１記載のような制動装置では、別途に備えたモータをタイヤの回転を利用して作動させて（つまり、モータを発電機として用いて）、電力を発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３１２４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、近年、上述したような発電装置においては、簡易な構成で発電効率を向上することが求められている。【０００５】
そこで、本発明は、簡易な構成で発電効率を向上することができる発電装置及び制動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る発電装置は、車両に搭載され、運動エネルギを電気エネルギに変換して発電する発電装置であって、中心軸を有し、該中心軸回りに回転する回転体と、回転体に対し摩擦接触する摩擦材と、回転体に設けられた第１発電素子部と、摩擦材に設けられた第２発電素子部と、を含み、第１及び第２発電素子部は、互いの相互作用で生じる電磁誘導現象及び静電気現象の少なくとも一方を利用し発電することを特徴とする。【０００７】
この本発明の発電装置においては、回転体に設けられた第１発電素子部と、回転体に摩擦接触する摩擦材に設けられた第２発電素子部との相互作用により生じる電磁誘導現象及び静電気現象の少なくとも一方が利用されて発電が行われる。よって、発電機としてモータを用いる必要性が少なく、構成を簡易化することができる。また、このようにモータを用いる必要性が少ないため、モータの能力に起因して発電量が制限されるのも抑制することができる。さらに、回転体の運動エネルギから変換された摩擦エネルギそのものが電気エネルギに変換されることになり、かかる摩擦エネルギが熱エネルギとして損失するのを抑制することが可能となる。従って、本発明によれば、簡易な構成で発電効率を向上することが可能となる。【０００８】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、第１発電素子部は、電磁誘導体を含み、第２発電素子部は、摩擦材と一体に設けられ、第１発電素子部を挟むように構成された磁石体を含む構成が挙げられる。【０００９】
また、磁石体は、その磁力の発生及び停止が制御可能に構成されていることが好ましい。この場合、例えば回転体と摩擦材との間の摩擦面に鉄粉等の異物が介在されるのを抑制することができる。【００１０】
また、磁石体は、その磁束密度が熱によって変化するように構成されていることが好ましい。この場合、電磁誘導現象による起電力を高めることができ、発電効率を一層向上することができる。【００１１】
また、磁石体の磁束密度を制御する磁束密度コントローラを備えたことが好ましい。この場合、磁束密度を制御することで、電磁誘導現象による起電力を制御できる。その結果、発電効率を容易に制御することが可能となる。【００１２】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、第１発電素子部は、第１磁石体を含み、第２発電素子部は、第２磁石体、及び第１及び第２磁石体に挟まれるように構成された電磁誘導体を含む構成があげられる。【００１３】
また、回転体及び摩擦材のそれぞれに設けられ、互いの導通の有無を制御して電磁誘導体を含む回路の開閉を制御する導通部を備えたことが好ましい。この場合、導通部によって、発電のＯＮ・ＯＦＦを制御することができる。【００１４】
また、回転体は、その少なくとも一部が絶縁体で覆われていることが好ましい。この場合、発電した電力が回転体を介して発散するのを抑制することが可能となる。【００１５】
また、回転体及び第１発電素子部は、一体成型で製造されていることが好ましい。この場合、例えば、第１発電素子部を予め鋳型内に設置し、該第１発電素子部の融点よりも低い融点の金属等で鋳込むことで、回転体及び第１発電素子部を容易に一体製造することができる。【００１６】
また、本発明に係る制動装置は、上記発電装置を具備する制動装置であって、回転体は、ブレーキロータであり、摩擦材は、ブレーキパットであることを特徴とする。【００１７】
この本発明においても、制動装置が上記発電装置を具備することから、簡易な構成で発電効率を向上できるという上記作用効果が奏される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な構成で発電効率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図である。
【図２】図１の制動装置のブレーキロータを示す左側面図である。
【図３】図１の制動装置を示す平面図である。
【図４】キュリー点を持つ磁性物における温度と磁束密度との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図である。
【図８】図７の制動装置の他の例を示す正面端面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２１】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図、図２は図１の制動装置のブレーキロータを示す左側面図、図３は図１の制動装置を示す平面図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の制動装置１は、自動車等の車両Ｘに搭載されるものである。この制動装置１は、走行（移動）する車両Ｘの制動（減速又は停止）を行う。これと共に、制動装置１は、発電装置としても機能する。具体的には、制動装置１は、車両Ｘの運動エネルギを電気エネルギに変換して発電し、発電した電力を蓄電池２に蓄電する。
【００２３】
この制動装置１は、ブレーキロータ（回転体）３、固定機構４及びキャリパ５を備えている。ブレーキロータ３は、回転軸Ｇを有し、この中心軸Ｇを回転軸として車両Ｘのタイヤと共に回転する。ブレーキロータ３は、図１，２に示すように、中心軸Ｇ方向から見て、環状の軸対称構造とされている。このブレーキロータ３は、皿板状の本体部６と、本体部６の外周に連続するように設けられた外周部７と、を有している。
【００２４】
本体部６の中央には、中心軸Ｇを中心とする円形の貫通孔Ｈが形成されている。この本体部６の底壁６ａ上には、スリップリング８が設けられている。スリップリング８は、回転する物体（ここでは、ブレーキロータ３）と静止する物体（ここでは、蓄電池２）との間において、かかる回転に起因する導線Ｌのねじれや切断を防止する。ここでのスリップリング８には、後述のコイル１１に接続された導線Ｌ１と、蓄電池２に接続された導線Ｌ２とが接続されている。
【００２５】
外周部７は、中心軸Ｇを軸線方向とする円筒部９と、この円筒部９の中心軸Ｇ方向両端において周方向外側に突出するフランジ部１０Ａ，１０Ｂと、を含んで構成されている。円筒部９の外周面９ａにおいてフランジ部１０Ａ，１０Ｂ間には、コイル（電磁誘導体）１１が配置されている。
【００２６】
コイル１１は、中心軸Ｇ回りに巻き回されるように構成されている。このコイル１１の材質としては、軽量で且つ径が細く、導電性の高いカーボンナノチューブが用いられている。
【００２７】
各フランジ部１０Ａ，１０Ｂにおける外縁部の表面側には、導体１２がそれぞれ形成されている。導体１２は、コイル１１を含む回路（以下、「電磁誘導回路」という）の開閉を制御するためのものである。導体１２は、フランジ部１０Ａ，１０Ｂ間のコイル１１に当接し導通する。また、導体１２は、後述のブラシ部１５に対し導通可能に構成されている。これにより、導体１２は、コイル１１及びブラシ部１５間の電気的接続を可能とする。
【００２８】
また、ブレーキロータ３は、本体部６の少なくとも一部を覆うように設けられた絶縁体１３を有している。ここでの絶縁体１３は、本体部６の底壁６ａ、及びスリップリング８を覆うように設けられている。
【００２９】
このようなブレーキロータ３は、コイル１１と一体成型で製造されている。ここでは、コイル１１を予め鋳型内に設置し、このコイル１１の融点よりも低い融点の金属等で鋳込むことで、一体でブレーキロータ３が成型されている。
【００３０】
図１に示すように、固定機構４は、摩擦部（摩擦材）１４と、ブラシ部１５と、固定部１６と、を有している。摩擦部１４は、中心軸Ｇ方向に互いに対向するように一対設けられている。摩擦部１４Ａ，１４Ｂは、ブレーキロータ３におけるフランジ部１０Ａ，１０Ｂの外面に摩擦接触する。ここでの摩擦部１４Ａ，１４Ｂは、フランジ部１０Ａ，１０Ｂの外面において導体１０Ａ，１０Ｂよりも内側の領域に対して、中心軸Ｇ方向に挟むように摩擦接触する。
【００３１】
これらの摩擦部１４Ａ，１４Ｂにあっては、車両Ｘを制動させるためのブレーキパッドとしての機能を有している。すなわち、摩擦部１４Ａ，１４Ｂは、フランジ部１０Ａ，１０Ｂを挟むようにブレーキロータ３を押圧し、ブレーキロータ３の回転を停止させるような摩擦力を発生させる。
【００３２】
また、摩擦部１４Ａ，１４Ｂは、磁場を発生させる永久磁石としての磁石体としても機能する。換言すると、磁石体が摩擦部１４と一体に設けられている（一体化されている）。ここでは、一方の摩擦部１４ＡがＮ極の磁極を有し、他方の摩擦部１４ＢがＳ極の磁極を有している。
【００３３】
さらに、摩擦部１４は、その磁束密度（磁界の強さ）が熱によって変化するように構成されている。ここでは、摩擦部１４は、熱により磁束密度が変化する磁性物Ｍを含む材質で形成されている。熱により磁束密度が変化する磁性物Ｍとしては、キュリー点を持つもの（例えば、鉄、コバルト、ガドリニウム及び水晶等の少なくとも１つを含むもの）が用いられている。これにより、摩擦部１４は、図４に示すように、温度が高くなるほどサイン曲線的に磁束密度が低下するという相関関係を有することとなる。
【００３４】
図１に戻り、ブラシ部１５は、中心軸Ｇ方向に沿って延在している。ブラシ部１５は、中心軸Ｇ方向に互いに対向するように一対設けられている。また、ブラシ部１５Ａ，１５Ｂは、ブレーキロータ３の導体１２，１２に対し、中心軸Ｇ方向に挟むようにそれぞれ摩擦接触する。
【００３５】
このブラシ部１５は、導体１２との間の導通を制御することで、電磁誘導回路の開閉を制御する。例えば、ブラシ部１５は、車両Ｘの制動時にて導体１２に所定量以上押圧されたとき、導体１２を介してコイル１１と電気的に接続し、電磁誘導回路を閉回路とする。なお、ブラシ部１５と導体１２とに接続される回路等を別途に設け、ブラシ部１５と導体１２との通電量が所定量以上のときに、電磁誘導回路を閉回路としてもよい。
【００３６】
固定部１６は、金属等の導電性の材料で形成されている。固定部１６は、中心軸Ｇ方向に互いに対向するように一対設けられている。これら固定部１６Ａ，１６Ｂは、摩擦部１４及びブラシ部１５を中心軸Ｇ方向に挟むように配置されている。また、固定部１６Ａ，１６Ｂは、摩擦部１４Ａ，１４Ｂに対しそれぞれ連結されていると共に、ブラシ部１５Ａ，１５Ｂに対し電気的に接続されるようにそれぞれ連結されている。この固定部１６には、蓄電池２に接続された導線Ｌ３が接続されている。
【００３７】
キャリパ５は、固定機構４を収める筐体であり、ピストン部１７とアーム部１８とを有している。ピストン部１７及びアーム部１８は、固定部１６を中心軸Ｇ方向に挟むように構成されている。ピストン部１７は、固定部１６をブレーキロータ３に押圧するためのものである。ここでのピストン部１７は、固定部１６Ａに連結され、中心軸Ｇ方向に沿って移動可能とされている。
【００３８】
アーム部１８は、固定部１６Ｂに連結されている。このアーム部１８は、ピストン部１７と協働するように構成され、中心軸Ｇ方向においてピストン部１７の移動方向と異なる方向へ移動する。具体的には、アーム部１８は、ピストン部１７がブレーキロータ３に向かう方向へ駆動されるのに伴って、ブレーキロータ３に向かう方向へ移動する。一方、アーム部１８は、ピストン部１７がブレーキロータ３から離れる方向へ駆動されるのに伴って、ブレーキロータ３から離れる方向へ移動する。
【００３９】
また、図３に示すように、キャリパ５には、導線Ｌ３を挿通させるための貫通孔５ａが形成されている。この貫通孔５ａは、その内部にブレーキロータ３を臨む位置に形成され、径方向を貫通方向として延在している。
【００４０】
以上のように構成された制動装置１では、車両Ｘの走行時（通常時）において、タイヤの回転と共にブレーキロータ３が中心軸Ｇ周りに回転されている。この走行時では、摩擦部１４Ａ，１４Ｂ及びブラシ部１５Ａ，１５Ｂが、ブレーキロータ３のフランジ部１０Ａ，１０Ｂに対し、ブレーキロータ３の回転を阻害しない程度の摩擦力で僅かに摩擦接触している。また、走行時では、ブラシ部１５が導体１２と導通されておらず、電磁誘導回路が開回路となっている。
【００４１】
そして、例えば運転者により制動操作が行われて車両Ｘが制動する際（制動時）、次の動作が実行される。すなわち、キャリパ５のピストン部１７が上記制動操作に応じて駆動され、ピストン部１７がブレーキロータ３側に移動される。これに併せて、キャリパ５のアーム部１８がブレーキロータ３側に移動される。
【００４２】
これにより、摩擦部１４Ａ，１４Ｂ及びブラシ部１５Ａ，１５Ｂが、フランジ部１０Ａ，１０Ｂを挟み込むように押圧する。その結果、摩擦部１４Ａ，１４Ｂとフランジ部１０Ａ，１０Ｂとの間に生じる摩擦力でもってブレーキロータ３が制動され、車両Ｘが制動される。
【００４３】
このとき、本実施形態では、ブラシ部１５と導体１２とが互いに導通され、電磁誘導回路が閉回路とされる。その結果、摩擦部１４Ａ，１４Ｂ間の磁界中でコイル１１が運動することから、電磁誘導現象によってコイル１１に電位差（電圧）が生じ、誘導電流が電磁誘導回路に流れる。また、摩擦部１４Ａ，１４Ｂとフランジ部１０Ａ，１０Ｂとがそれぞれ摩擦接触することから、摩擦帯電によって静電気が生じているため、この静電気による電流が電磁誘導回路に流れる。
【００４４】
すなわち、本実施形態では、ブレーキロータ３においてコイル１１が巻回された外周部７と、外周部７のフランジ部１０Ａ，１０Ｂに摩擦接触する磁石体としての摩擦部１４Ａ，１４Ｂとの間で生じる電磁誘導現象及び静電気現象が利用され、ブレーキロータ３の運動エネルギが電気エネルギへ変換され、発電が行われる。
【００４５】
そして、電磁誘導回路に流れた電流は、蓄電池２に蓄積される。なお、ブレーキロータ３の運動エネルギが電気エネルギへ変換されることから、かかる変換に応じて車両Ｘがさらに制動される。
【００４６】
加えて、摩擦部１４Ａ，１４Ｂとフランジ部１０Ａ，１０Ｂとの間に摩擦力が生じると、かかる間に熱が生じる。その結果、熱によって摩擦部１４Ａ，１４Ｂにおける結晶構造が変化し、摩擦部１４Ａ，１４Ｂの磁束密度が変化する。よって、この熱による磁束密度の変化からも、摩擦部１４Ａ，１４Ｂ間のコイル１１には電磁誘導現象により電位差が生じ、誘導電流が電磁誘導回路に流れることとなる。
【００４７】
以上、本実施形態によれば、従来技術のように発電機としてモータ（インホイールモータ等）を用いる必要性が少ない。そのため、構成を簡易化及び小型化することができる。さらに、モータ能力に起因して発電量が制限されることや、フル制動からでは発電できないことを抑制することが可能となる。
【００４８】
さらに、ブレーキロータ３の運動エネルギから変換された摩擦エネルギそのものが電気エネルギに変換されるため、かかる摩擦エネルギが熱エネルギとして損失するのを抑制することが可能となる。その結果、エネルギ回収効率（回生性能）を高めることが可能となる。
【００４９】
従って、本実施形態の制動装置１においては、運動エネルギを電気エネルギに変換して発電する際、簡易な構成で発電効率を向上させること可能となる。つまり、本実施形態では、発電装置を制動装置と融合させ、ホイール内にて発電を行うことが可能となる。なお、本実施形態は、モータを動力源としない車両にも適用できるため、適用範囲が広いものといえる。
【００５０】
また、本実施形態では、上述したように、摩擦部１４の磁束密度が熱によって変化される。よって、電磁誘導現象による起電力を高めることができ、発電効率を一層向上することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、上述したように、導体１２及びブラシ部１５を有しており、これらの導通の有無が制御されてコイル１１の回路の開閉が制御されている。これにより、発電のＯＮ・ＯＦＦを簡易な構成で容易に制御することができる。また、このように発電のＯＮ・ＯＦＦを制御できるため、蓄電池２に常に蓄電されて過充電となってしまうのも防止することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態では、上述したように、ブレーキロータ３における本体部６の底壁６ａ、及びスリップリング８が絶縁体１３で覆われている。よって、ブレーキロータ３が、その周辺のホイールやハブ等に接触してこれらに電流が流れ、発電した電力が発散（蓄電効率が低下）してしまうのを抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、上述したように、ブレーキロータ３とコイル１１とが一体成型で製造されている。よって、ブレーキロータ３とコイル１１とを容易に一体で製造することができ、制動装置１の製造の容易化が可能となる。
【００５４】
また、本実施形態では、コイル１１の材質としてカーボンナノチューブが用いられている。そのため、制動装置１の軽量化・コンパクト化・発電効率の高効率化が可能となる。
【００５５】
なお、以上において、ブレーキロータ３の外周部７が第１発電素子部を構成し、摩擦部１４が第２発電素子部を構成する。また、ブラシ部１５及び導体１２が導通部を構成する。
【００５６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００５７】
図５は、本発明の第２実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図である。図５に示すように、本実施形態の制動装置２０が上記実施形態の制動装置１と異なる点は、中心軸Ｇ回りに巻回されたコイル１１（図１参照）に代えて、コイル（電磁誘導体）２１を備えた点である。
【００５８】
コイル２１は、フランジ部１０Ａ，１０Ｂ間の中央位置におけるブレーキロータ３の周方向の沿って延びる方向を中心に、巻き回されるように構成されブレーキロータ３と一体化されている。
【００５９】
本実施形態の制動装置２０においても、上記効果と同様な効果、すなわち、簡易な構成で発電効率を向上させるという効果を奏する。さらに、本実施形態では、上述したように、ブレーキロータ３の周方向を中心にしてコイル２１が巻回されている。そのため、例えばブレーキロータ３とコイル２１と一体成型で製造する場合、コイル２１を予め巻回し、この巻回したコイル２１を鋳型内に設置することができる。よって、ブレーキロータ３及びコイル２１を容易に一体成型することができる。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００６１】
図６は、本発明の第３実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図である。図６に示すように、本実施形態の制動装置３０では、コイル（電磁誘導体）３１がそれぞれ設けられた一対の摩擦部（摩擦部）３２Ａ，３２Ｂが、磁石体で形成されたブレーキロータ（回転体）３３に対し、中心軸Ｇ方向に挟むようにそれぞれ摩擦接触する。さらに、制動装置３０では、一対の固定部（第２磁石体）３５Ａ，３５Ｂが、摩擦接触する摩擦部３２Ａ，３２Ｂに対し、中心軸Ｇ方向に挟むようにそれぞれ連結している。
【００６２】
コイル３１，３１は、各摩擦部３２Ａ，３２Ｂ内の中央位置における周方向に沿って延びる方向を中心に、巻き回されるようにそれぞれ構成され、摩擦部３２Ａ，３２Ｂとそれぞれ一体化されている。ブレーキロータ３３は、本体部６の外周に連続するよう設けられ環状を呈する外周部（第１磁石体）３８を有している。ここでの外周部３８は、中心軸Ｇ方向の一端側（図示左側）がＮ極の磁極を有し、他方側（図示右側）がＳ極の磁極を有している。
【００６３】
この外周部３８における外縁部の外表面側には、導体３６が形成されている。導体３６は、電磁誘導回路の開閉を制御するためのものであり、ブラシ部１５Ａ，１５Ｂに対し導通可能に構成されている。これにより、導体３６は、ブラシ部１５Ａ，１５Ｂ間の電気的接続を可能とする。
【００６４】
固定部３５Ａは、磁性物３７を含み、ここでは、Ｓ極の磁極を有している。この固定部３５Ａは、コイル３１に電気的に接続されている。また、固定部３５Ｂは、磁性物３９を含み、ここでは、Ｎ極の磁極を有している。この固定部３５Ｂは、コイル３１に電気的に接続されている。
【００６５】
以上のように構成された制動装置３０では、摩擦部３２Ａ，３２Ｂ及びブラシ部１５Ａ，１５Ｂが外周部３８を挟み込むように押圧するとき、以下の動作が実行される。
【００６６】
すなわち、ブラシ部１５Ａ，１５Ｂと導体３６とが互いに導通され、電磁誘導回路が閉回路とされる。その結果、固定部３５Ａと外周部３８との間の磁界中、及び、固定部３５Ｂと外周部３８との間の磁界中でコイル３１が運動することから、電磁誘導現象によってコイル３１に電位差が生じ、誘導電流が電磁誘導回路に流れる。また、摩擦部３２Ａ，３２Ｂと外周部３８とが摩擦接触することから、摩擦帯電によって静電気が生じているため、この静電気による電流が電磁誘導回路に流れる。そして、電磁誘導回路に流れた電流は、蓄電池２に蓄積される。
【００６７】
従って、本実施形態においても、上記効果と同様な効果、すなわち、簡易な構成で発電効率を向上させるという効果を奏する。さらに、本実施形態では、回転する物体としてのブレーキロータ３３に導線を接続することが不要となるため、構造を簡易化できると共に、信頼性を向上することが可能となる。
【００６８】
なお、以上において、ブレーキロータ３３の外周部３８が第１発電素子部を構成し、摩擦部３２Ａ，３２Ｂのコイル３１及び固定部３５Ａ，３５Ｂが第２発電素子部を構成する。また、ブラシ部１５及び導体３６が導通部を構成する。
【００６９】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００７０】
図７は、本発明の第４実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図である。図７に示すように、本実施形態の制動装置４０が上記実施形態の制動装置１と異なる点は、永久磁石として機能する摩擦部１４Ａ，１４Ｂに代えて、電磁石として機能する摩擦部（摩擦材）４１Ａ，４１Ｂを備えた点である。
【００７１】
摩擦部４１Ａ，４１Ｂは、電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂ（磁石体，第２発電素子部）をそれぞれ有している。この電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂは、摩擦部４１Ａ，４１Ｂ内の中央位置におけるブレーキロータ３の周方向の沿って延びる方向を中心に、巻き回されるようにそれぞれ構成され、摩擦部４１Ａ，４１Ｂとそれぞれ一体化されている。電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂの材質としては、カーボンナノチューブが用いられている。また、一方の電磁石コイル４２ＡはＮ極の磁極を有し、他方の電磁石コイル４２ＢはＳ極の磁極を有している。
【００７２】
これら電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂには、電流制御ドライバ４３が接続されている。電流制御ドライバ４３は、電源４４から供給される電流を電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂに印加し、電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂに磁力を発生させる。つまり、電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂは、その磁力の発生及び停止が制御可能とされている。また、電流制御ドライバ４３は、電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂに印加する電流を制御し、車両Ｘの制動力を制御する。なお、電源４４は、接地されている。
【００７３】
以上のように構成された制動装置４０では、車両Ｘの走行時（通常時）において、電流制御ドライバ４３から電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂに電流が印加されておらず、これらの間に磁場が発生されていない状態とされている。
【００７４】
そして、例えば運転者により制動操作が行われて車両Ｘが制動する際、摩擦部４１Ａ，４１Ｂ及びブラシ部１５Ａ，１５Ｂが外周部７を押圧したとき、ブラシ部１５Ａ，１５Ｂと導体１２とが互いに導通され、電磁誘導回路が閉回路とされる。
【００７５】
これと共に、電流制御ドライバ４３から電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂに電流が印加され、これらの間に磁場が発生する。その結果、摩擦部４１Ａ，４１Ｂ間の磁界中でコイル１１が運動することから、電磁誘導現象によってコイル１１に電位差が生じ、誘導電流が電磁誘導回路に流れる。また、摩擦部４１Ａ，４１Ｂと外周部７とが摩擦接触することから、摩擦帯電によって静電気が生じているため、この静電気による電流が電磁誘導回路に流れる。
【００７６】
このとき、電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂに印加される電流が電流制御ドライバ４３で制御される。その結果、車両Ｘの制動力が制御されることとなる。
【００７７】
以上、本実施形態においても、上記効果と同様な効果、すなわち、簡易な構成で発電効率を向上させるという効果を奏する。また、本実施形態では、電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂの磁力の発生及び停止が制御可能に構成されているため、例えばブレーキロータ３と摩擦部４１Ａ，４１Ｂとの間の摩擦面に鉄粉等の異物が介在されるのを抑制することができる。また、摩擦面に異物が仮に介在されたとしても、非制動時には電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂによる磁力が停止されるため、この異物を摩擦面から排出することが可能となる。
【００７８】
なお、本実施形態では、図８に示すように、電流制御ドライバ４３に代えて磁束密度制御ドライバ（磁束密度コントローラ）４５が電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂに接続されている場合がある。磁束密度制御ドライバ４５は、電源４６から供給される電流を電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂに印加し、電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂに磁力を発生させる。これと共に、磁束密度制御ドライバ４５は、電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂで発生させる磁力（磁束密度）を制御し、車両Ｘの制動力を制御する。なお、固定部１６は、接地されている。
【００７９】
この場合、磁束密度制御ドライバ４５によって電磁石コイル４２Ａ，４２Ｂの磁力を制御することで、電磁誘導現象による起電力を制御することもできる。その結果、制動装置１の発電効率を容易に制御することが可能となる。
【００８０】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００８１】
図９は、本発明の第５実施形態に係る制動装置を示す概略正面端面図である。図９に示すように、本実施形態の制動装置５０は、静電気現象を主に利用して発電する点で上記制動装置１と異なっている。具体的には、制動装置５０は、ブレーキロータ３（図１参照）に代えてブレーキロータ５１を、摩擦部１４Ａ，１４Ｂ（図１参照）に代えて摩擦部５２Ａ，５２Ｂを備えている。
【００８２】
ブレーキロータ５１は、導電体で形成され、本体部６の外周に連続するよう設けられ環状を呈する外周部５３を有している。外周部５３は、その内部の中心軸Ｇ方向の一端側（図示左側）と他端側（図示右側）とに設けられた絶縁体５４を含んでいる。摩擦部５２Ａ，５２Ｂは、その内部に絶縁体５５を含んでいる。この外周部５３には、導線Ｌ１が接続されている。
【００８３】
また、外周部５３における外縁部には、導体５６が形成されている。導体５６は、外周部５３において中心軸Ｇ方向と直交する側面５３ａ，５３ｂ側のそれぞれに配置されている。導体５６は、静電気現象により生じた電流が流れる回路（以下、「静電回路」という）の開閉を制御するためのものである。この導体５６は、ブラシ部１５Ａ，１５Ｂに対し導通可能に構成されている。
【００８４】
以上のように構成された制動装置５０では、摩擦部５２Ａ，５２Ｂ及びブラシ部１５Ａ，１５Ｂが外周部５３を押圧したとき、ブラシ部１５Ａ，１５Ｂと導体５６とが互いに導通され、静電回路が閉回路とされる。そして、摩擦部５２Ａ，５２Ｂと外周部５３とが摩擦接触することから、摩擦帯電によって静電気が生じているため、この静電気による電流が静電回路に流れる。
【００８５】
従って、本実施形態においても、上記効果と同様な効果、すなわち、簡易な構成で発電効率を向上させるという効果を奏する。さらに、本実施形態では、摩擦接触させる外周部５３及び摩擦部５２Ａ，５２Ｂに絶縁体５４，５５がそれぞれ含まれており、外周部５３及び摩擦部５２Ａ，５２Ｂが絶縁化されている。よって、静電気現象が積極的に発生されるため、発電効率を一層向上させることが可能となる。
【００８６】
なお、以上において、ブレーキロータ５１の外周部５３が第１発電素子部を構成し、摩擦部５２Ａ，５２Ｂが第２発電素子部を構成する。また、ブラシ部１５及び導体５６が導通部を構成する。
【００８７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００８８】
例えば、上記実施形態では、ブレーキロータを回転体として本発明を適用したが、例えばフライホイール、クラッチプレート、ドライブシャフト等を回転体として本発明を適用してもよい。
【００８９】
なお、キュリー点を越えた磁性物Ｍは磁性がなくなるが、磁界を外部から与えると磁性を再び有するようになるため、半永久的にその上記特性（熱により磁束密度が変化する特性）が維持されることとなる。
【符号の説明】
【００９０】
１，２０，３０，４０，５０…制動装置（発電装置）、３，３３，５１…ブレーキロータ（回転体）、７，５３…外周部（第１発電素子部）、１１，２１…コイル（電磁誘導体）、１２，３６，５６…導体（導通部）、１３…絶縁体、１４，１４Ａ，１４Ｂ…摩擦部（摩擦材，磁石体，ブレーキパット，第２発電素子部）、１５…ブラシ部（導通部）、３１…コイル（電磁誘導体，第２発電素子部）、３２Ａ，３２Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ…摩擦部（摩擦材，ブレーキパット）、３５Ａ，３５Ｂ…固定部（第２磁石体，第２発電素子部）、３８…外周部（第１磁石体，第１発電素子部）、４２Ａ，４２Ｂ…電磁石コイル（磁石体，第２発電素子部）、４５…磁束密度制御ドライバ（磁束密度コントローラ）、５２Ａ，５２Ｂ…摩擦部（摩擦材，ブレーキパット，第２発電素子部）、Ｇ…中心軸、Ｘ…車両。
【図２】
0005397474.tif 000002
【図３】
0005397474.tif 000003
【図４】
0005397474.tif 000004
【図１】
0005397474.tif 000005
【図５】
0005397474.tif 000006
【図６】
0005397474.tif 000007
【図７】
0005397474.tif 000008
【図８】
0005397474.tif 000009
【図９】
0005397474.tif 000010