【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪に設けられられたタイヤ内圧警報装置等の電気機器に電源を供給するための車輪装着起電力発生装置、これを用いた表示装置および温度異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気圧の異常を運転者に知らせるため、車両のリムに取り付けられ、圧力センサでタイヤの空気圧を検出し、空気圧に関する情報を電波により車両側に設けた受信機に送信するタイヤ内圧警報装置は知られているが、このタイヤ内圧警報装置は車輪の回転部分に取り付けられているため、車体の非回転部分に電源を設けて、ここから、圧力センサを駆動するための電力や、電波を送信するための電力を供給することは難しく、電池をタイヤ内圧警報装置に内蔵して、この電池から電力の供給を行っている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このタイヤ内圧警報装置は、タイヤの空気圧をチェックして正常であることを確認するという本来の機能からして、圧力測定や測定結果の送信は、常に所定時間以下の間隔で行う必要があり、その電力消費を抑制することが難しいことに加え、車輪の回転のバランスを崩さないためには、タイヤ内圧警報装置は軽量でなければならず、そのため電池の大きさや容量にも限度があり、電池の早期消耗が問題となっている。かといって、電池がその寿命に達する度に、タイヤとリムとに囲繞されたタイヤ内空部に取り付けられているタイヤ内圧警報装置の電池を交換するために、わざわざ、タイヤをリムから取り外すことは実用的ではない。この問題を解決するため電池の高寿命化、あるいは、タイヤ内圧警報装置の省電力化の開発が進められているが、いまだに十分満足するものは得られていない。
【０００４】
また、電池の代わりに車体側から車輪側に電力を供給する方法として、回転する車輪と車軸の間を直接配線で接続することができないので、これら同士をスリップリングで摩擦接触させこのスリップリングを通して電力を供給することが考えられるが、この方法は、スリップリングの摩耗が激しくて実用的ではない。
【０００５】
さらに、タイヤ内圧のほかにも、タイヤの状態、例えば、タイヤの各部の温度や変形を監視して、これらに異常もしくは異常の前兆が検知された場合にはこれを運転者に知らせるシステムも種々提案されているが、これらの状態を監視するセンサは回転するタイヤに設けられなければならず、しかもこれらの状態は常に所定時間以下の間隔でチェックされる必要があり、この場合も、電池の寿命に起因する問題があり、さらに、タイヤの状態を連続的に検知するセンサにあっては、電池だけではこの消費電力を十分供給できない場合もあり、これらのセンサに電力を供給する方法が未解決の問題となっていて未だ実用化されていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３５５２０３
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、タイヤ内圧警報装置等、車輪に設けられられた機器に電力を供給するための実用的な車輪装着起電力発生装置を提供し、これらの機器を用いたシステムにおける、電池の早期消耗に起因する前述の問題を解消するとともに、起電力発生装置を用いた表示装置および温度異常検出装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
【０００９】
請求項１に記載の車輪装着起電力発生装置は、車輪のリムに取り付けられるとともに、ペルチエ素子と、ペルチエ素子により生成された起電力を出力する両端子とを具えてなり、このペルチエ素子の高温側をタイヤ内圧部の気体に直接的に、もしくは高熱伝導媒体を介して間接的に接触させ、低温側をタイヤ外の気体に直接的に、もしくは高熱伝導媒体を介して間接的に接触させてなるものである。
【００１０】
タイヤの走行に伴って、タイヤはその繰り返し変形により内部発熱しタイヤ内圧部の気体の温度は上昇し、タイヤの内外で大きな温度差を生成する。本発明に係るこの車輪装着起電力発生装置は、タイヤ内外に生成される温度差を利用して、ペルチエ素子の高温側と低温側との間に温度差を発生させこの温度差により生じた起電力を取り出し、この装置の両端子間に起電力を出力するものであり、この装置によれば、この装置自身が回転する車輪のリムに取り付けられているので、この装置の出力端子を車輪上に設けられている圧力センサ等の機器に接続してこれらに電源を供給することができ、電池の早期消耗等の問題を解消することができる。また、この装置で電力を生成するにあたり、従来は熱として無駄に捨てられているエネルギを利用するので、その点でも好ましい。
【００１１】
請求項２に記載の車輪装着起電力発生装置は、請求項１に記載するところにおいて、タイヤ内圧部に配設されるとともに、ペルチエ素子の前記低温側の高熱伝導媒体をリムを含んで構成してなるものである。
【００１２】
この車輪装着起電力発生装置によれば、この装置はタイヤ内圧部に配設され、またペルチエ素子の低温側を直接的もしくは高熱伝導媒体を介して間接的に、リムの表面に接触させるので、リム表面とタイヤ内圧部との間の温度差に応じた起電力を発生させることができ、また、この装置を簡易にリムに取り付けることができる。
【００１３】
請求項３に記載の車輪装着起電力発生装置は、請求項１に記載するところにおいて、タイヤ内圧部に配設されるとともに、ペルチエ素子の前記低温側の高熱伝導媒体を、少なくとも一方の端がタイヤ外に配置されこの端からリムを貫通してタイヤ内圧部に延在するヒートパイプを含んで構成してなるものである。
【００１４】
この車輪装着起電力発生装置によれば、この装置はタイヤ内圧部に配設され、またペルチエ素子の低温側を直接的もしくは高熱伝導媒体を介して間接的に、タイヤ外部に端を有しこの端からリムを貫通してタイヤ内圧部に延在するヒートパイプの表面に接触させるので、ペルチエ素子の高温側と低温側の間に大きな温度差を形成することができ高い効率で起電力を発生させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の表示装置は、請求項１〜３に記載の車輪装着起電力発生装置と、この装置の出力端子に接続された表示用ランプとを具え、表示用ランプを車輪の車両外側側面に取り付けてなるものである。
【００１６】
本発明に係るこの表示装置によれば、表示用ランプが車輪の車両外側側面に取り付けられているので、これを装飾用として用いることができ、この場合、表示のための電源を前記車輪装着起電力発生装置から供給することができ、電池の早期消耗の問題を解消することができるとともにこのためのエネルギを無駄に消費することもない。
【００１７】
また、車輪装着起電力発生装置はタイヤ内圧部の温度が上昇すると発生起電力が大きくなるので、この表示ランプをタイヤ内圧部の温度を表わす目安表示として用いることができ、例えば、起電力発生装置の出力端子間の電圧が所定の値に達したとき表示ランプが点灯するように回路を構成することによりタイヤ内圧部の温度の異常上昇を表示することができる。
【００１８】
請求項５に記載の温度異常検出装置は、請求項１〜３に記載の車輪装着起電力発生装置と、この装置の出力端子間の電圧を測定する電圧計と、この電圧計の測定値に応じてタイヤ内圧部の温度に関する情報を車体側に発信する発信器とを具えてなるものである。
【００１９】
本発明に係るこの温度異常検出装置によれば、出力端子間の起電力を測定する電圧センサの測定値を発信器から車体側に発信し、あるいは出力端子間の電圧が所定値を越えると発信器が温度異常信号を発信することができるので、車輪装着起電力発生装置がタイヤ内圧部の温度が上昇すると発生起電力が大きくなることを利用して、タイヤ内圧部の温度に関する情報もしくはタイヤ内圧部の温度異常を運転者に知らせることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１ないし図５に基づいて説明する。図１は本実施形態の起電力発生装置１をタイヤ子午線面において示す断面図であり、図２（ａ）および図２（ｂ）はそれぞれ、起電力発生装置１の平面図およびタイヤ赤道面側から見た側面図である。起電力発生装置１はリムＲのタイヤ内圧部Ｎ側の表面Ｒｓに貼り付けられるとともに、ペルチエ素子よりなる複数の熱電モジュール４と、ペルチエ素子により生成された起電力を出力する両方の端子９を具える。このリムＲには、起電力発生装置１の他に、電源を必要とする機器、例えば内圧警報装置３および充電装置２が取り付けられ、起電力発生装置１と充電装置２との間、および充電装置２と内圧警報装置３との間はそれぞれ配線で接続され、起電力発生装置１で生成された電力は充電装置２を介して内圧警報装置３に内蔵されている充電池に蓄えられる。
【００２１】
起電力発生装置１は、平板状をなす熱電モジュール４の両方の伝熱面４ｓにそれぞれ貼り付けられた高温側集熱板５ａおよび低温側集熱板５ｂと、これらの熱電モジュール４の出力端電極７同士を直列に接続する内部配線１５とを具え、高温側集熱板５ａはタイヤ内圧部Ｎの気体に接触するよう設けられ、一方、低温側集熱板５ｂはリムのタイヤ内圧部側の表面Ｒｓに接触するよう設けられる。また、熱電モジュール４に接続されない両端の出力端電極７は、起電力発生装置１の前記端子９に接続される。
【００２２】
図３は、熱電モジュール４の構造を示す斜視図であり、図４はペルチエ素子６の構成を示す模式図である。熱電モジュール４は複数のペルチエ素子６を直列に接続するとともにこれらを平面的に配列して構成される。一つのペルチエ素子６は互いに電気的特性の異なる導電ブロック１１および１２と、これらのブロック１１、１２の一方の端同士を連結する第一の電極１３ａと、これらの他方の端同士を連結する第二の電極１３ｂとで構成され、隣接するペルチエ素子６同士は、第一および第二の電極１３ａ、１３ｂのいずれか一方を共通にして直列に接続されている。
【００２３】
それぞれのペルチエ素子６の第一の電極１３ａは第一の高熱伝導電気絶縁シート８ａに貼り付けられ、同様に、第二の電極１３ｂは第二の高熱伝導電気絶縁シート８ｂに貼り付けられ、また、直列に接続されたペルチエ素子６のうち、両端のペルチエ素子６の第一の電極１３ａもしくは第二の電極１３ｂ同士に起電力を取り出すリード線７ａが取り付けられる。ここでは、これらのリード線７ａのついた電極を出力端電極７と呼ぶこととする。
【００２４】
以上のように、熱電モジュール４は、複数のペルチエ素子６、両高熱伝導電気絶縁シート８ａ、８ｂ、および両出力端電極７で構成され、両高熱伝導電気絶縁シート８ａ、８ｂの間に温度差を付与することにより、両出力端電極７間に起電力を発生させることができる。
【００２５】
このように構成された起電力発生装置１において、タイヤＴの走行に伴って、タイヤＴとリムＲとで気密に囲まれたタイヤ内圧部Ｎの温度が上昇して、タイヤの外部Ｕとの間で大きな温度差が生成されると、タイヤ内圧部Ｎの気体に接触している高温側集熱板５ａはほぼタイヤ内圧部Ｎの温度となり、一方、通常アルミや鉄等の高熱伝導物質よりなるリムＲの表面Ｒｓはタイヤの外部Ｕの気体の温度に近い温度に冷却されているので、表面Ｒｓに貼り付けられる高温側集熱板５ｂと高温側集熱板５ａとの間に大きな温度差が生じ、この温度差はそれぞれのペルチエ素子６の第一の電極１３ａと第二の電極１３ｂとの間の温度差を生起し、この温度差によってそれぞれのペルチエ素子６で発生した起電力は、ペルチエ素子６同士が直列に接続されていることにより、足し合わされて端子９間に大きな起電力を出力することができる。
【００２６】
ここで、同一種類の半導体のＮ型とＰ型とは同じ電流の向きに対して異なる向きに熱流を発生させることから、ペルチエ素子６を構成する導電ブロック１１、１２の材料として、同一種類の半導体を用い、対をなす一方のブロックをＮ型半導体、他方のブロックをＰ型半導体とするのがよく、このことにより、両電極間に高い温度差を得ることができる。なる効果をえることができる。そして、このような半導体としては、（Ｂｅ・Ｓｂ）２Ｔｅ３、Ｂｉ２（Ｔｅ・Ｓｅ）３、Ｂｉ２Ｔｅ３、ＰｂＴｅ、ＺｎＴｅ、Ｂｉなどが知られている。
【００２７】
また、高熱伝導電気絶縁シートとしては、アルミナや窒化アルミなどが用いられる。さらに、熱電モジュール４の伝熱面４ｓとそれぞれの集熱板５ａ、５ｂとの間の貼着、および集熱板５ｂとリムＲとの間の貼着に際しては、これらの間で高い熱伝導性を担持させる必要があり、このため、熱伝導コンパウンドやシリコングリースなどを用いて貼着するのがよい。
【００２８】
図５は、別の態様の起電力発生装置１Ａを示す図であり、図５（ａ）はこの平面図、図５（ｂ）はこれをタイヤ赤道面側から見た側面図である。なお、この図に置いて、起電力発生装置１と同様の部分には同じ符号を用いて示す。起電力発生装置１Ａはタイヤ内圧部Ｎに設けられるとともに、ペルチエ素子６よりなる複数の熱電モジュール４、これらの熱電モジュール４の両伝熱面４ｓにそれぞれ貼り付けられた高温側集熱板５ａおよび低温側集熱板５ｂ、これらの熱電モジュール４の出力端電極７同士を直列に接続する内部配線１５、起電力を出力する端子９、両端１４ｅがタイヤの外に配置されこれらの端からリムＲを気密に貫通してタイヤ内圧部Ｎに延在するヒートパイプ１４、ヒートパイプ１４のそれぞれの端１４ｅに取り付けられこれらの端１４ｅ近傍を冷却する冷却フィン１６を具える。そして、ヒートパイプ１４はリムＲに取り付けられ、高温側集熱板５ａはタイヤ内圧部Ｎの気体に接触するよう設けられ、一方、低温側集熱板５ｂはヒートパイプ１４に接触するよう設けられる。
【００２９】
このヒートパイプ１４は、蒸発と凝縮とを行う作動液を封入された多数の細管よりなり、ヒートパイプ１４の長さ方向に温度差が発生すると、高温部では作動液の蒸発、低温部では凝縮が起こり、この現象により生じた圧力差が高温部と低温部との間で作動液を流動させ、蒸発と凝縮とが継続する。すなわち、ヒートパイプ１４は、低温部としての、タイヤ外Ｕに配置された両端１４ｅと、高温部としての、低温側集熱板５ｂに接触するタイヤ内圧部Ｎ延在部分とを有し、低温側集熱板５ｂを冷却することができ、起電力発生装置１ａの両集熱板５ａ、５ｂ間に大きな温度差を形成して、既に説明した熱電モジュール４の機能により、起電力発生装置１ａの出力端子９間に大きな起電力を出力することができる。
【００３０】
以上説明した起電力発生装置１、もしくは１ａは、図１に示すように、タイヤ内圧警報装置のような機器に電力を供給することができるが、このほかにも、起電力発生装置１、１ａの出力端子９間に、車輪Ｗの車両外側側面に取り付けられた表示ランプを接続をして車輪装着表示装置を構成して、装飾として用いたり、この起電力発生装置１，１ａの発生起電力がタイヤ内圧部Ｎの温度に依存することを利用してタイヤ内圧部の温度を表わす目安表示として用いたりすることができる。
【００３１】
また、起電力発生装置１、１ａの出力端子９間に、この間の電圧を測定する電圧計とこの電圧計の測定値を車体側に発信する発信器とを設け、装置１、１ａがタイヤ内圧部Ｎの温度が上昇すると発生起電力が大きくなることを利用して、タイヤ内圧部Ｎの温度に関する情報もしくはタイヤ内圧部Ｎの温度異常を運転者に知らせる装置を構成することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、起電力発生装置１、１Ａ自身が回転する車輪Ｗのリムに取り付けられているので、この装置１、１Ａの出力端子９を車輪Ｗ上に設けられている圧力センサ等の機器に接続してこれらに電源を供給することができ、電池の早期消耗等の問題を解消することができる。また、この装置で電力を生成するにあたり、従来は熱として無駄に捨てられているエネルギを利用するので、その点でも好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の起電力発生装置を示すタイヤ子午線断面図である。
【図２】起電力発生装置を示す平面図および側面図である。
【図３】熱電モジュールを示す斜視図である。
【図４】ペルチエ素子を示す模式図である。
【図５】別の態様の起電力発生装置を示す平面図および側面図図である。
【符号の説明】
１、１Ａ 起電力発生装置
２ 充電装置
３ 内圧警報装置
４ 熱電モジュール
５ａ、５ｂ 高温側、低温側集熱板
６ ペルチエ素子
７ 出力端電極
７ａ リード線
８ａ、８ｂ 高熱伝導電気絶縁シート
９ 出力端子
１１、１２ 導電ブロック
１３ａ、１３ｂ ペルチエ素子の電極
１４ ヒートパイプ
１４ａ ヒートパイプの端
１５ 内部配線
１６ 冷却フィン
Ｗ 車輪
Ｔ タイヤ
Ｒ リム
Ｒｓ リムのタイヤ内圧部側の表面
Ｎ タイヤ内圧部
Ｕ タイヤ外[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wheel-mounted electromotive force generator for supplying power to an electric device such as a tire internal pressure alarm device provided on a wheel, a display device using the same, and a temperature abnormality detection device.
[0002]
[Prior art]
There is a known tire pressure alarm device which is attached to a rim of a vehicle to notify a driver of an abnormal air pressure, detects a tire pressure by a pressure sensor, and transmits information on the air pressure to a receiver provided on the vehicle side by radio waves. However, since this tire internal pressure warning device is attached to the rotating portion of the wheel, a power source is provided in the non-rotating portion of the vehicle body, and from here, electric power for driving the pressure sensor and for transmitting radio waves It is difficult to supply the electric power of the tire, and a battery is built in the tire internal pressure warning device, and the electric power is supplied from the battery (for example, Patent Document 1).
[0003]
This tire internal pressure alarm device, from the original function of checking the tire pressure and confirming that it is normal, pressure measurement and transmission of the measurement result must always be performed at intervals of a predetermined time or less, In addition to the difficulty of suppressing the power consumption, the tire internal pressure warning device must be lightweight in order not to lose the balance of the rotation of the wheels, and therefore the size and capacity of the battery are limited. Has been a problem. However, every time the battery reaches the end of its life, the tire must be removed from the rim in order to replace the battery of the tire pressure warning device attached to the tire inner space surrounded by the tire and the rim. Is not practical. In order to solve this problem, the development of a longer battery life or a power saving of a tire internal pressure warning device has been promoted, but none of them has been sufficiently satisfied.
[0004]
Also, as a method of supplying electric power from the vehicle body side to the wheel side instead of the battery, it is not possible to directly connect the rotating wheel and the axle by wiring, so that these are frictionally contacted with each other by a slip ring and passed through this slip ring. Although it is conceivable to supply power, this method is not practical due to severe wear of the slip ring.
[0005]
Furthermore, in addition to the tire internal pressure, various systems are also available that monitor the state of the tire, for example, the temperature and deformation of each part of the tire, and notify the driver of any abnormalities or signs of abnormality detected in these. Although proposed, sensors for monitoring these conditions must be provided on the rotating tire, and these conditions must always be checked at intervals of less than a predetermined time. There is a problem due to the life of the sensor, and in the case of a sensor that continuously detects the condition of the tire, there is a case where the power consumption cannot be sufficiently supplied by the battery alone, and there is no method for supplying the power to these sensors. It has been a solution problem and has not yet been put to practical use.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-355203A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such problems, and provides a practical wheel-mounted electromotive force generator for supplying electric power to devices provided on wheels, such as a tire internal pressure alarm device. It is another object of the present invention to provide a display device and an abnormal temperature detection device using an electromotive force generator, while solving the above-mentioned problems caused by early consumption of a battery in a system using these devices. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention has been made, and its gist configuration and operation will be described below.
[0009]
A wheel-mounted electromotive force generating device according to claim 1, which is attached to a rim of a wheel and includes a Peltier element and both terminals for outputting an electromotive force generated by the Peltier element. Directly in contact with the gas in the tire internal pressure part, or indirectly through a high heat conduction medium, and contact the low temperature side directly with the gas outside the tire or indirectly through a high heat conduction medium It becomes.
[0010]
As the tire travels, the tire generates heat internally due to its repeated deformation, and the temperature of the gas in the tire internal pressure increases, generating a large temperature difference inside and outside the tire. The wheel-mounted electromotive force generator according to the present invention utilizes the temperature difference generated inside and outside the tire to generate a temperature difference between the high temperature side and the low temperature side of the Peltier element, and generates an electromotive force generated by the temperature difference. This device extracts electric power and outputs an electromotive force between both terminals of this device. According to this device, since the device itself is mounted on the rim of a rotating wheel, the output terminal of this device is mounted on the wheel. The power supply can be supplied to these devices by connecting them to a pressure sensor or the like provided in the device, so that problems such as early consumption of the battery can be solved. Further, when power is generated by this device, energy that is conventionally wasted as heat is used, which is also preferable in that respect.
[0011]
The wheel-mounted electromotive force generating device according to claim 2 is the device according to claim 1, wherein the device is disposed in the tire internal pressure portion and includes a rim for the high-temperature conductive medium on the low-temperature side of the Peltier element. It is.
[0012]
According to this wheel-mounted electromotive force generator, the device is disposed in the tire internal pressure portion, and the low-temperature side of the Peltier element is brought into contact with the surface of the rim directly or indirectly through a high heat conduction medium. An electromotive force can be generated according to the temperature difference between the rim surface and the tire internal pressure portion, and this device can be easily attached to the rim.
[0013]
The wheel-mounted electromotive force generating device according to claim 3 is the device according to claim 1, wherein the device is disposed in the tire internal pressure portion, and the high-temperature conductive medium on the low-temperature side of the Peltier element has at least one end. It comprises a heat pipe which is arranged outside the tire and extends through the rim from this end to the tire internal pressure portion.
[0014]
According to this wheel-mounted electromotive force generator, this device is disposed in the tire internal pressure portion, and has a low-temperature side of the Peltier element directly or indirectly through a high heat conduction medium, and has an end outside the tire. Since it comes into contact with the surface of the heat pipe extending from the end to the tire inner pressure part through the rim, a large temperature difference can be formed between the high-temperature side and low-temperature side of the Peltier element, and electromotive force is generated with high efficiency Can be done.
[0015]
A display device according to a fourth aspect includes the wheel-mounted electromotive force generating device according to the first to third aspects, and a display lamp connected to an output terminal of the device. It is attached to the side.
[0016]
According to this display device of the present invention, since the display lamp is mounted on the vehicle outer side surface of the wheel, it can be used for decoration. In this case, a power supply for display is provided by the wheel mounting starter. It can be supplied from the power generation device, so that the problem of early consumption of the battery can be solved, and energy for this purpose is not wasted.
[0017]
In addition, since the generated electromotive force of the wheel-mounted electromotive force generator increases as the temperature of the tire internal pressure section increases, this display lamp can be used as a reference display indicating the temperature of the tire internal pressure section. By configuring the circuit so that the display lamp is turned on when the voltage between the output terminals of the tire reaches a predetermined value, an abnormal rise in the temperature of the tire internal pressure portion can be displayed.
[0018]
A temperature abnormality detecting device according to claim 5 is a wheel mounted electromotive force generating device according to claims 1 to 3, a voltmeter that measures a voltage between output terminals of the device, and a measured value of the voltmeter. A transmitter for transmitting information relating to the temperature of the tire internal pressure portion to the vehicle body side.
[0019]
According to the temperature abnormality detecting device of the present invention, the measurement value of the voltage sensor for measuring the electromotive force between the output terminals is transmitted from the transmitter to the vehicle body, or when the voltage between the output terminals exceeds a predetermined value. Since the device can transmit a temperature abnormal signal, the wheel-mounted electromotive force generator uses the fact that the generated electromotive force increases when the temperature of the tire internal pressure section increases, and uses the information on the temperature of the tire internal pressure section or the tire internal pressure. The driver can be notified of the abnormal temperature of the section.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view showing the electromotive force generator 1 of the present embodiment in a meridian plane of a tire. FIGS. 2A and 2B are a plan view of the electromotive force generator 1 and a tire equatorial plane side, respectively. It is the side view seen from. The electromotive force generator 1 is attached to the surface Rs of the rim R on the side of the tire pressure portion N, and connects the plurality of thermoelectric modules 4 composed of Peltier elements and both terminals 9 for outputting the electromotive force generated by the Peltier elements. Equipped. On the rim R, in addition to the electromotive force generating device 1, devices requiring a power supply, such as an internal pressure alarm device 3 and a charging device 2, are attached. The device 2 and the internal pressure alarm device 3 are connected by wiring, respectively, and the electric power generated by the electromotive force generator 1 is stored in the rechargeable battery built in the internal pressure alarm device 3 via the charging device 2.
[0021]
The electromotive force generator 1 includes a high-temperature side heat collecting plate 5 a and a low-temperature side heat collecting plate 5 b attached to both heat transfer surfaces 4 s of a flat thermoelectric module 4, and output terminals of these thermoelectric modules 4. An internal wiring 15 for connecting the electrodes 7 in series is provided, and the high-temperature side heat collecting plate 5a is provided so as to be in contact with the gas of the tire internal pressure portion N, while the low-temperature side heat collecting plate 5b is connected to the tire internal pressure portion side of the rim. Is provided so as to contact the surface Rs. Output terminal electrodes 7 at both ends not connected to the thermoelectric module 4 are connected to the terminals 9 of the electromotive force generator 1.
[0022]
FIG. 3 is a perspective view illustrating the structure of the thermoelectric module 4, and FIG. 4 is a schematic view illustrating the configuration of the Peltier element 6. The thermoelectric module 4 is configured by connecting a plurality of Peltier elements 6 in series and arranging them in a plane. One Peltier element 6 has conductive blocks 11 and 12 having different electric characteristics from each other, a first electrode 13a connecting one end of these blocks 11 and 12, and a second electrode 13a connecting the other ends thereof. The adjacent Peltier elements 6, which are constituted by the two electrodes 13b, are connected in series with one of the first and second electrodes 13a and 13b in common.
[0023]
The first electrode 13a of each Peltier element 6 is affixed to the first high heat conductive electrical insulating sheet 8a, and similarly, the second electrode 13b is affixed to the second high thermal conductive electrical insulating sheet 8b, Among the Peltier elements 6 connected in series, lead wires 7a for extracting electromotive force are attached to the first electrode 13a or the second electrode 13b of the Peltier elements 6 at both ends. Here, the electrodes provided with these lead wires 7a are referred to as output end electrodes 7.
[0024]
As described above, the thermoelectric module 4 is constituted by the plurality of Peltier elements 6, the two high heat conductive electric insulating sheets 8a and 8b, and the two output end electrodes 7, and the temperature difference between the two high heat conductive electric insulating sheets 8a and 8b. , An electromotive force can be generated between both output terminal electrodes 7.
[0025]
In the electromotive force generator 1 configured as described above, as the tire T runs, the temperature of the tire internal pressure portion N, which is hermetically surrounded by the tire T and the rim R, rises, and When a large temperature difference is generated between the high temperature side heat collecting plate 5a and the gas in the tire internal pressure portion N, the temperature of the high temperature side heat collecting plate 5a becomes substantially equal to the temperature of the tire internal pressure portion N. Since the surface Rs of the rim R is cooled to a temperature close to the temperature of the gas outside the tire U, a large temperature is generated between the high-temperature side heat collecting plate 5a and the high-temperature side heat collecting plate 5a attached to the surface Rs. A difference occurs, and this temperature difference causes a temperature difference between the first electrode 13a and the second electrode 13b of each Peltier element 6, and the electromotive force generated in each Peltier element 6 due to this temperature difference. , The Peltier elements 6 are connected in series. By that, it is possible to be summed to output a large electromotive force between the terminals 9.
[0026]
Here, since the N-type and P-type semiconductors of the same type generate heat flows in different directions with respect to the same current direction, the same type of material for the conductive blocks 11 and 12 constituting the Peltier element 6 is used. It is preferable that a semiconductor is used, one of the blocks forming the pair is an N-type semiconductor, and the other block is a P-type semiconductor, whereby a high temperature difference can be obtained between both electrodes. Effect can be obtained. Then, as such a semiconductor is known (Be · Sb) 2 Te 3 , Bi 2 (Te · Se) 3, Bi 2 Te 3, PbTe, ZnTe, Bi and the like.
[0027]
Further, as the high heat conductive electric insulating sheet, alumina, aluminum nitride, or the like is used. Furthermore, when the heat transfer surface 4s of the thermoelectric module 4 is adhered to the heat collecting plates 5a and 5b, and when the heat collecting plate 5b and the rim R are adhered to each other, high heat conduction is performed between them. Therefore, it is preferable that the adhesive be applied using a heat conductive compound, silicon grease, or the like.
[0028]
FIG. 5 is a diagram showing an electromotive force generator 1A according to another embodiment, FIG. 5 (a) is a plan view thereof, and FIG. 5 (b) is a side view of the same seen from the tire equatorial plane side. In this figure, the same parts as those of the electromotive force generator 1 are denoted by the same reference numerals. The electromotive force generator 1A is provided in the tire internal pressure portion N, a plurality of thermoelectric modules 4 including a Peltier element 6, a high-temperature-side heat collecting plate 5a attached to both heat transfer surfaces 4s of these thermoelectric modules 4, and The low-temperature side heat collecting plate 5b, the internal wiring 15 for connecting the output end electrodes 7 of these thermoelectric modules 4 in series, the terminal 9 for outputting an electromotive force, and both ends 14e are arranged outside the tire and the rim R And a cooling fin 16 attached to each end 14e of the heat pipe 14 to cool the vicinity of these ends 14e. The heat pipe 14 is attached to the rim R, and the high-temperature side heat collecting plate 5a is provided so as to be in contact with the gas in the tire internal pressure portion N, while the low-temperature side heat collecting plate 5b is provided so as to be in contact with the heat pipe 14. .
[0029]
The heat pipe 14 is composed of a number of small tubes filled with a working fluid for performing evaporation and condensation. When a temperature difference occurs in the length direction of the heat pipe 14, the working fluid evaporates in a high temperature part and condenses in a low temperature part. Occurs, and the pressure difference generated by this phenomenon causes the working fluid to flow between the high temperature part and the low temperature part, and evaporation and condensation continue. That is, the heat pipe 14 has both ends 14e arranged outside the tire U as a low-temperature portion, and a tire internal pressure portion N extending portion that contacts the low-temperature side heat collecting plate 5b as a high-temperature portion. The side heat collecting plate 5b can be cooled, and a large temperature difference is formed between the two heat collecting plates 5a and 5b of the electromotive force generator 1a. A large electromotive force can be output between the output terminals 9 of the two.
[0030]
The above-described electromotive force generator 1 or 1a can supply power to a device such as a tire internal pressure alarm device as shown in FIG. A display lamp mounted on the vehicle outer side surface of the wheel W is connected between the output terminals 9 to constitute a wheel-mounted display device, which can be used as a decoration or generated electromotive force of the electromotive force generators 1, 1a. Is dependent on the temperature of the tire internal pressure portion N, and can be used as a guide display indicating the temperature of the tire internal pressure portion.
[0031]
A voltmeter for measuring the voltage between the output terminals 9 and the transmitter for transmitting the measured value of the voltmeter to the vehicle body are provided between the output terminals 9 of the electromotive force generators 1 and 1a. By utilizing the fact that the generated electromotive force increases as the temperature of the portion N increases, it is possible to configure a device that informs the driver of information on the temperature of the tire internal pressure portion N or abnormal temperature of the tire internal pressure portion N.
[0032]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the electromotive force generators 1 and 1A are attached to the rim of the rotating wheel W, the output terminals 9 of the devices 1 and 1A are connected to the wheel W. Power can be supplied to these devices by connecting them to a device such as a pressure sensor provided above, and problems such as early battery consumption can be solved. Further, when power is generated by this device, energy that is conventionally wasted as heat is used, which is also preferable in that respect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a tire meridian sectional view showing an electromotive force generating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view and a side view showing an electromotive force generator.
FIG. 3 is a perspective view showing a thermoelectric module.
FIG. 4 is a schematic view showing a Peltier element.
5A and 5B are a plan view and a side view showing an electromotive force generating device according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Electromotive force generator 2 Charging device 3 Internal pressure alarm device 4 Thermoelectric module 5a, 5b High-temperature side, low-temperature side heat collecting plate 6 Peltier element 7 Output terminal electrode 7a Lead wire 8a, 8b High heat conductive electric insulating sheet 9 Output terminal 11 , 12 Conductive blocks 13a, 13b Peltier element electrode 14 Heat pipe 14a End of heat pipe 15 Internal wiring 16 Cooling fin W Wheel T Tire R Rim Rs Surface of the rim on the tire internal pressure side N Tire internal pressure section U Outside the tire
