(57)【要約】【課題】タイヤ内部で発電するタイヤ内発電装置を提供する。【解決手段】発電装置は、凸部１、支柱２および両磁極３と、回転体８、ベアリング１０および両磁極１３をタイヤ状の鉄の輪７の内部に取り付ける構成からなり、タイヤ内部に設置される。発電は、タイヤの形状の変化によりタイヤの内側面が凸部１をタイヤの回転軸方向に押し、凸部１の動きを受けた支柱２が両磁極３の間の磁界を変動させることにより行われ、また、遠心力により回転した回転体８が両磁極１３の間の磁界を変動させることにより行われる。【選択図】  図９
2004314728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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た凸部および永久磁石の支柱と、前記支柱の両側面に配置した両磁極からなり、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記凸部に接触し、前記支柱が前記凸部の動きに連動して前記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。
【請求項２】
タイヤ内部において、請求項１記載の凸部、支柱および両磁極と、タイヤの内側面がタイヤの形状の変化に伴って前記凸部に接するための開口部を周縁上に備えたタイヤ状の鉄の輪からなる請求項１記載のタイヤ内発電装置。
【請求項３】
タイヤ内部において、重量バランスに偏りを生じさせた構成の永久磁石の回転体と前記回転体の両側面に配置した両磁極および前記回転体の回転を支持するベアリングからなり、タイヤの回転と動きを異にする回転自在の前記回転体が車両の走行時に発生する遠心力によって回転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。
【請求項４】
請求項１記載の凸部を支持する２組の請求項１記載の支柱および両磁極からなる請求項１および請求項２記載のタイヤ内発電装置。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３および請求項４を組み合わせることを特徴とするタイヤ内発電装置。
【発明の詳細な説明】
【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た凸部および永久磁石の支柱と、前記支柱の両側面に配置した両磁極からなり、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記凸部に接触し、前記支柱が前記凸部の動きに連動して前記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。
【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、支柱および両磁極と、タイヤの内側面がタイヤの形状の変化に伴って前記凸部に接するための開口部を周縁上に備えた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し、凸部を支持する前記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。
【０００８】また、本発明では、タイヤ内部において、重量バランスに偏りを生じさせた構成の永久磁石の回転体と前記回転体の両側面に配置した両磁極および前記回転体の回転を支持するベアリングからなり、タイヤの回転と動きを異にする回転自在の前記回転体が車両の走行時に発生する遠心力によって回転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。
【０００９】上記構成によれば、車両が走行すると、タイヤ内部において、重量バランスに偏りを生じさせた構成の永久磁石の回転体が遠心力の力により回転し、前記回転体の両側面に配置した両磁極の間を回転することにより磁界を変動させ、発電が行われる。また、前記回転体を支持するベアリングを設けることにより、前記回転体が前記ベアリングに支持された状態で回転できるようにし、前記回転体をタイヤの動きとは異なる回転自在の状態とした。これにより、車両が走行状態から制止状態になる際にブレーキによりタイヤの回転を制止させた後も、前記回転体は回転を持続することが可能となる。
【００１０】また、本発明は、請求項１記載の凸部を支持する２組の請求項１記載の支柱および両磁極からなる請求項１および請求項２記載のタイヤ内発電装置を提案する。
【００１１】上記構成により、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に接触した際の凸部の上下運動の力を２組の前記支柱に連動させることが可能となり、より多くの電力を発電することが可能となる。
【００１２】さらに、本発明は、請求項１、請求項２、請求項３および請求項４を組み合わせることを特徴とするタイヤ内発電装置を提案する。
【００１３】上記構成により、車両の走行時および走行から制止に移行する状態のタイヤ内部において電力を発電することが可能となる。
【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。
【００２５】次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００２６】図５は、本発明の第３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６は、タイヤ内発電装置をタイヤ内部に設置した状態を示す断面斜視図である。
【００２７】図において、８は重量バランスに偏りを生じた構成の永久磁石の回転体で、回転体８の回転を支持するベアリング１０を配置した。第３の実施形態におけるタイヤ内発電装置では、タイヤ５内部に第２実施形態におけるタイヤ状の鉄の輪７を装着し、タイヤ状の鉄の輪７の内部に回転体８を配置し、図６におけるように、前記回転体８の両側面には両磁極１３を配置する構成にした。また、タイヤ状の鉄の輪７の構成は、第２の実施形態と同じである。
【００２８】図５および図６において、前述した第１および第２の実施形態と同じ構成の部分には同一符号をもって表す。
【００２９】回転体８は、重量バランスに偏りを生じさせた構成の永久磁石であり、回転体８の両側面に配置する両磁極１３は、タイヤ状の鉄の輪７に固定されている。
【００３０】上記の第３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、車両の走行時に、タイヤ５内部において回転体８が走行時に発生する遠心力により回転し、回転体８が両側面に配置した両磁極１３の間を回転することにより磁界を変動させ、発電が行われる。また、回転体８の回転を支持するベアリング１０により、回転体８がベアリング１０に支持された状態で回転できるようにし、回転体８がタイヤ５の動きとは異なる回転自在の状態となる。これにより、車両が走行状態から停止状態に移行する際にブレーキによりタイヤ５の回転を停止させた後も、回転体８は回転する力を消失するまで回転を持続することができ、これにより発電が行われる。
【００３１】次に、本発明の第４の実施形態を説明する。
【００３２】図７は、本発明の第４の実施形態におけるタイヤ内発電装置の凸部、支柱および両磁極の概略構成を示す平面図であり、図８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。
【００３３】第４の実施形態では、前述の第２の実施形態におけるタイヤ内発電装置の凸部１を支持する支柱２および支柱２の両側面に配置する両磁極３の数量を変えた構成にした。また、前記支柱２および両磁極３の構成以外は第２の実施形態と同じである。
【００３４】図７および図８において、前述した第１および第２の実施形態と同じ構成の部分には同一符号をもって表す。また、第４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、凸部１を支持する２組の支柱２および支柱２の両側面に配置する両磁極３を配置したことである。
【００３５】これにより、タイヤ５の内側面が凸部１に接する際、凸部１をタイヤ５の回転軸方向に押し出す力が２組の支柱２に連動し、支柱２が各々の両側面に配置した両磁極３の間を上下運動することにより磁界を変動させ、より多くの発電を行うことができる。
【００３６】なお、前述した凸部１を支持する支柱２および両磁極３は２組に限定されることなく、設置するタイヤ５およびタイヤ状の鉄の輪７における配置箇所の容量により２組以上の複数組の支柱２および両磁極３で凸部１を支持してもよい。
【００３７】次に、第５の実施形態を説明する。
【００３８】図９は、第５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状態を示す断面斜視図である。図において、前述した第１、第２、第３および第４の実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第５の実施形態は、第３の実施形態と第４の実施形態を組み合わせる構成にした。
【００３９】すなわち、第４の実施形態におけるタイヤ内発電装置は車両の走行時にタイヤ５が回転開始と同時に発電が行われるが、第３の実施形態におけるタイヤ内発電装置は、タイヤ５の回転開始と同時に発電を行うことはできず、車両の走行状態において、回転体８が遠心力により回転開始以後、発電が行われる。また、車両が走行状態から停止状態に移項すると、第４の実施形態におけるタイヤ内発電装置は、タイヤ５の回転の停止と共に発電を行わなくなるが、第３の実施形態におけるタイヤ内発電装置は、タイヤ５の回転を停止させた後も、回転体８が回転する力を消失するまで回転は持続され、発電を行うことができる。これにより、第３および第４の実施形態を組み合わせる構成の発電装置により、車両の走行を利用したより有利な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。また、請求項３、４および５によれば、上記の効果に加えて、車両の走行時にタイヤ内部に発生する遠心力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
【図５】本発明の第３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６】本発明の第３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状態を示す断面斜視図
【図７】本発明の第４の実施形態におけるタイヤ内発電装置の凸部、支柱および両磁極の概略構成を示す平面図
【図８】本発明の第４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９】本発明の第５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
４    ホイル
５    タイヤ
６    開口部
７    タイヤ状の鉄の輪
８    回転体
１０    ベアリング
１３    両磁極
【図１】
2004314728.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004314728.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004314728.tif 000009
【図８】
2004314728.tif 000010
【図９】
2004314728.tif 000011