(57)【要約】【課題】  十分な発電量を確保して、安定的に電力を供給する。【解決手段】  車両用ショックアブソーバ２のロッド８に超磁歪材料１２を設けるとともに、ロッド８の超磁歪材料１２が設けられた部分を巻回するコイル３を備え、車両走行時の振動エネルギーを利用してコイル３に誘導起電力を生じさせ、この電力を蓄電池５に蓄電するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体内を長手方向へ移動自在なピストン及びこのピストンに連結されたロッドを具備し、筒体とロッドとが全体として伸縮して、筒体側とロッド側との相対的な衝撃を吸収する車両用ショックアブソーバと、
前記車両用ショックアブソーバのロッドに設けられた超磁歪材料と、
前記ロッドの超磁歪材料が設けられた部分を巻回するコイルと、
前記コイルに生じる誘導起電力を蓄電する蓄電手段と、を備えたことを特徴とする車両用発電装置。
【請求項２】
前記ロッドの前記筒体に対する基準位置にて、前記超磁歪材料が予め歪んだ状態となるように、該超磁歪材料にプリセットロードを加えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超磁歪材料の誘導起電力を利用し、自動車等の車両に搭載される発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、超磁歪材料の歪みによる誘導起電力を利用した発電装置が知られている。この種の発電装置として、鉄道用のレールの下部に超磁歪材料を配し、この超磁歪材料を巻回するコイルと、このコイルに整流回路、蓄電装置を接続したものが公知である（例えば、特許文献１参照。）。この発電装置によれば、列車がレール上を通過するたびに、超磁歪材料が伸縮してコイルに誘導起電力が生じ、蓄電装置に電力が貯えられる。この発電装置は、車両に搭載する類のものでないので、自動車車両等に搭載することはできない。
【０００３】
車両に搭載する車両用発電装置としては、自動車車両の外部ミラー内部に超磁歪材料を配設したものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。この車両用発電装置によれば、ミラー内部に蓄電池が配設され、ミラー自体で消費されるリモート動作、防曇機能等のために電力が貯えられる。これにより、車両走行時にミラーが振動すると電力が貯えられ、この電力によりミラーの動作が補助され、車両に搭載されたバッテリの負担が軽減されるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−２７１８５８号公報
【特許文献２】特開２００１−１０５９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記車両用発電装置では、ミラーの振動によって超磁歪材料を歪ませているので発電量が比較的小さく、車両が悪路等を走行して大きく振動しないと、十分な電力が貯えられないという問題点があった。また、十分な電力が蓄電池に貯えられたとしても、長時間にわたって連続してミラーを動作させて電力が欠乏すると、短時間で電力が貯えられないことから、ミラーの動作に支障をきたすこととなる。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、十分な発電量を確保して、安定的に電力を供給することのできる車両用発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、筒体内を長手方向へ移動自在なピストン及びこのピストンに連結されたロッドを具備し、筒体とロッドとが全体として伸縮して、筒体側とロッド側との相対的な衝撃を吸収する車両用ショックアブソーバと、前記車両用ショックアブソーバのロッドに設けられた超磁歪材料と、前記ロッドの超磁歪材料が設けられた部分を巻回するコイルと、前記コイルに生じる誘導起電力を蓄電する蓄電手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、車両用ショックアブソーバが搭載された自動車等の車両が走行すると、車両走行時においてロッドに加わる負荷により、ロッドが圧縮方向または引張方向に歪み、ロッドに設けられた超磁歪材料も歪む。これにより、コイルに誘導起電力が生じ、蓄電手段に電力が蓄電される。
【０００８】
ここで、車両用ショックアブソーバは、車両における車体側と車輪側との振動のエネルギーを、熱エネルギーに変換することにより減衰するものであるので、車両が走行している限りロッドには比較的大きな負荷が定常的に加わる。従って、十分な発電量を確保して、蓄電手段に効率よく電力を貯えることができ、車両各所に定常的且つ安定的に電力を供給することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用発電装置において、前記ロッドの前記筒体に対する基準位置にて、前記超磁歪材料が予め歪んだ状態となるように、該超磁歪材料にプリセットロードを加えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、ロッドが基準位置のときに、超磁歪材料の弾性歪みによる磁界の歪みが大きい状態となるように、超磁歪材料にプリセットロードを加えておくことにより、ロッドに圧縮方向、引張方向のいずれの方向の負荷が加わったとしても、効率よく発電することができる。
【００１１】
また、例えば、超磁歪材料とロッドとは弾性率が異なるため、単にロッド内部の空洞に配されるなどして、超磁歪材料がロッドに完全に拘束されていない場合がある。この場合であっても、ロッドが引張方向に歪んだ際に、超磁歪材料はプリセットロードに抗して引張方向に歪むこととなる。すなわち、超磁歪材料がロッドに拘束されていない場合であっても、ロッドが基準位置から伸び側へ移動した際に、発電効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明によれば、比較的大きな負荷が繰り返し生じる車両用ショックアブソーバのロッドに超磁歪材料を設け、車両走行時にロッドに負荷が加わると、コイルに誘導起電力が生じて、蓄電手段に電力が貯えられるようにしたので、十分な発電量を定常的に確保することができ、車両各所に安定的に電力を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１から図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１は車両用発電装置の概略構成ブロック図、図２は車両用ショックアブソーバの内部構造を示す斜視図、図３は車両用ショックアブソーバの側断面説明図である。
【００１４】
図１に示すように、この車両用発電装置１は、自動車車両に備えられ、車両走行時における車両用ショックアブソーバ２に加わる振動負荷等を利用して、コイル３に誘導起電力を生じさせ、この電力を整流回路４ａ及び昇圧回路４ｂを介して蓄電手段としての蓄電池５に貯えるものである。
【００１５】
図２に示すように、車両用ショックアブソーバ２は、円筒形状の筒体６と、この筒体６内を長手方向へ移動自在なピストン７と、このピストン７に連結されたロッド８とを具備している。筒体６の一端側には車輪側に固定される固定部が形成され、ロッド８は筒体６の他端側に形成された孔を挿通して車体側に固定される。
【００１６】
図２に示すように、ピストン７は、筒体６のオイル封入空間９を移動する。ピストン７には図示しない複数のオリフィスが形成されており、オイルが各オリフィスを流通する際の抵抗により、ピストン７の移動に対する抗力が生じる。オイル封入空間９は、一端側を長手方向へ移動自在なフリーピストン１０により、他端側を筒体６の内面に固定された仕切り部材１１により仕切られる。本実施形態においては、フリーピストン１０の一端側には例えば窒素等のような高圧ガスが封入され、仕切り部材１１の他端側は大気圧の空気で満たされている。
【００１７】
図３に示すように、ロッド８の仕切り部材１１から他端側には、超磁歪材料１２が配設されている。本実施形態においては、ロッド８内部の略円筒形の空洞８ａに、これまた略円筒形の超磁歪材料１２が配される。この超磁歪材料１２の組成等は、従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。これにより、互いに弾性率の異なる超磁歪材料１２とロッド８とが互いに過度に拘束されることなく、車両走行時のロッド８及び超磁歪材料１２における内部応力が減じられる。また、ロッド８の筒体６に対する基準位置にて、超磁歪材料１２が予め歪んだ状態となるように、超磁歪材料１２にプリセットロードが加えられる。プリセットロードは、ロッド８が基準位置のときに、超磁歪材料１２の弾性歪みによる磁界の歪みが大きい状態となるように設定される。
【００１８】
また、ロッド８の超磁歪材料１２が設けられた部分にはコイル３が巻回される。このコイル３の両端は整流回路４ａ及び昇圧回路４ｂを介して蓄電手段としての蓄電池５に接続される。すなわち、コイル３に生じる誘導起電力を、蓄電池５に蓄電するように構成されている。本実施形態においては、図１に示すように、車両における４輪の全ての車両用ショックアブソーバ２に超磁歪材料１２及びコイル３が設けられ、各コイル３の誘導起電力は一の蓄電池５に貯えられる。この蓄電池５は、車両の補助バッテリとして、車両各所へ電力を供給する。
【００１９】
以上のように構成された車両用発電装置１は、自動車車両が走行して、路面の凹凸等により車体側と車輪側とが相対的に変位すると、ショックアブソーバ２の外側に位置する螺旋状のスプリング（図示せず）が伸縮して、車体側と車輪側とが相対的に振動する。このとき、ショックアブソーバ２により、運動エネルギーを熱エネルギーに変換することにより振動が減衰されて、振動が収束するようになっている。
【００２０】
このように振動が減衰される際には、ショックアブソーバ２が伸縮することとなり、ロッド８に圧縮及び引張の力が作用する。このとき、ロッド８が弾性変形領域で歪み、ロッド８に配設された超磁歪材料１２もまた歪む。本実施形態においては、ロッド８に圧縮方向の力が作用すると、空洞８ａも縮むことから超磁歪材料１２が圧縮されて歪むこととなる。また、ロッド８に引張方向の力が作用すると、空洞８ａが伸びることから、超磁歪材料１２はプリセットロードに抗して引張方向に歪むこととなる。
【００２１】
超磁歪材料１２が歪むと、コイル３に誘導起電力が生じ、整流回路４及び昇圧回路４ｂを介して蓄電池５に蓄電される。ここで、前述のように、車両用ショックアブソーバ２は、振動のエネルギーを熱エネルギーに変換するものであるので、車両が走行している限りロッド８には比較的大きな繰り返し負荷が定常的に加わる。従って、十分な発電量を確保して、蓄電池５に効率よく電力を貯えることができ、車両各所に定常的に電力を供給することができ、車両各所に安定的に電力を供給することができる。
【００２２】
このように、本実施形態の車両用発電装置１によれば、車両が走行すると、自動的に蓄電池５に電力が貯えられ、車両走行時に生ずるエネルギーを利用して車両各所に電力を供給することができる。すなわち、車両に搭載されているバッテリの容量を小さくすることにより、バッテリの小型化を図ってエンジンルーム内の設計自由度を向上させたり、バッテリの軽量化を図って車両重量を軽減させることができる。
【００２３】
また、本実施形態の車両用発電装置１によれば、ロッド８が基準位置のときに、超磁歪材料１２の弾性歪みによる磁界の歪みが大きい状態となるように、超磁歪材料１２にプリセットロードを加えておくことにより、ロッド８に圧縮方向、引張方向のいずれの方向の負荷が加わったとしても、効率よく発電することができる。
【００２４】
また、本実施形態の車両用発電装置１によれば、４つの車輪全てに対応して超磁歪材料１２、コイル３を設けたので、大きな電力を安定的に得ることができる。
【００２５】
尚、前記実施形態においては、車両用ショックアブソーバ２として、自動車車両に使用されるものを示したが、例えば、鉄道車両等に使用されるものであっても、同様の作用効果を得ることができる。
【００２６】
また、前記実施形態においては、ロッド８と超磁歪材料１２とが互いに独立したものを示したが、これらを結合して超磁歪材料１２がロッド８と一体的に歪むようにしてもよい。この場合は、超磁歪材料１２にプリセットロードを加えずとも、ロッド８が引張方向に歪むと、超磁歪材料１２が歪むこととなる。
【００２７】
また、前記実施形態においては、自動車車両の４輪全てに超磁歪材料１２及びコイル３を設けたものを示したが、比較的バッテリ等に近く、配線等が容易な前輪のみにこれらを設けたものであってもよい。また、十分な強度が確保されるならば、ロッド８自体を超磁歪材料で形成したものであってもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両用発電装置の概略構成ブロック図である。
【図２】車両用ショックアブソーバの内部構造を示す斜視図である。
【図３】車両用ショックアブソーバの側断面説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１          車両用発電装置
２          車両用ショックアブソーバ
３          コイル
４ａ        整流回路
４ｂ        昇圧回路
５          蓄電池
６          筒体
７          ピストン
８          ロッド
９          オイル封入空間
１０        フリーピストン
１１        仕切り部材
１２        超磁歪材料
【図１】
2005102445.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005102445.tif 000005