JP2005280395A - 自動車のホイル - Google Patents
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Abstract
【課題】 自動車の自動車の車体に対して回転する車輪側にて、独立して発電する手段を設ける。
【解決手段】 本願発明に係るホイルでは、電源供給部4が、発電機5と、蓄電池6と、重り8とを備える。発電機5は、外郭部51と、中核部52とを備えると共に、当該外郭部51は中核部52を包囲する。中核部52を外郭部51に対して相対的に回転駆動させることにより、中核部52又は外郭部51に電力を発生させる。外郭部51は、ホイルに固定されている。中核部52は、ホイルに対し、同心に回転することが可能に配置されている。重り8は、中核部52に設けられ、中核部52の周方向について重さの偏りを持たせるものである。重り8にて回転が抑制される中核部52に対し、走行によりホイルの回転と共に外郭部51を回転させ発電するものである。発電機5は、蓄電池6へ通電可能に接続されている。
【選択図】 図2
【解決手段】 本願発明に係るホイルでは、電源供給部4が、発電機5と、蓄電池6と、重り8とを備える。発電機5は、外郭部51と、中核部52とを備えると共に、当該外郭部51は中核部52を包囲する。中核部52を外郭部51に対して相対的に回転駆動させることにより、中核部52又は外郭部51に電力を発生させる。外郭部51は、ホイルに固定されている。中核部52は、ホイルに対し、同心に回転することが可能に配置されている。重り8は、中核部52に設けられ、中核部52の周方向について重さの偏りを持たせるものである。重り8にて回転が抑制される中核部52に対し、走行によりホイルの回転と共に外郭部51を回転させ発電するものである。発電機5は、蓄電池6へ通電可能に接続されている。
【選択図】 図2
Description
本願発明は、自動車のホイルに関するものである。
自動車の走行時タイヤがパンクしたり或いはその他の理由にてタイヤ内の空気が抜けていた場合の、危険を回避する手段について、従来より種々の検討がなされている。
例えば、特許文献1や特許文献2に代表される提案が行われている。
この特許文献1及び2に代表される提案において、タイヤの圧力の低下を検出するセンサと、検出したタイヤの減圧を運転席に通報する通信手段と、減圧したタイヤに空気を補充するボンベとを備えたものが示されている。
例えば、特許文献1や特許文献2に代表される提案が行われている。
この特許文献1及び2に代表される提案において、タイヤの圧力の低下を検出するセンサと、検出したタイヤの減圧を運転席に通報する通信手段と、減圧したタイヤに空気を補充するボンベとを備えたものが示されている。
しかし、従来なされた種々の提案の何れの提案においても、そのようなタイヤの減圧に対処する手段の作動に必要な電気を供給する簡易な手段については、十分な検討がされておらず、実用化の障害となっている。
具体的に説明すると、通信手段を作動させるには、必然的に電源の供給が必要となる。このような電源の供給に、車載のバッテリ(自動車が走行や保安部品の作動のために本来備えているバッテリを指し、自動車が備えるオルターネータやダイナモといったジェネレータを利用して蓄電する。)を利用することが考えられる。
一方、タイヤの減圧を、より確実に且つ精度良く検出するためには、圧力センサなどのタイヤの減圧を直接検出することが可能なセンサを用いる必要があり、このようなセンサは、タイヤ(ホイル)側即ち車輪側に設置することが必要となる。また、当該センサにおける減圧の検出を運転席に通報する通信手段についても、センサと連絡している必要がある。従って、通信手段の一部(送信側)についても、センサと共に車輪側に設置することが必要となる。
具体的に説明すると、通信手段を作動させるには、必然的に電源の供給が必要となる。このような電源の供給に、車載のバッテリ(自動車が走行や保安部品の作動のために本来備えているバッテリを指し、自動車が備えるオルターネータやダイナモといったジェネレータを利用して蓄電する。)を利用することが考えられる。
一方、タイヤの減圧を、より確実に且つ精度良く検出するためには、圧力センサなどのタイヤの減圧を直接検出することが可能なセンサを用いる必要があり、このようなセンサは、タイヤ(ホイル)側即ち車輪側に設置することが必要となる。また、当該センサにおける減圧の検出を運転席に通報する通信手段についても、センサと連絡している必要がある。従って、通信手段の一部(送信側)についても、センサと共に車輪側に設置することが必要となる。
上記の通り通信手段やセンサの作動に、車載のバッテリを利用しようとすれば、車体側と、車輪側の接点(例えば上記特許文献2における「可動コネクタ部7」)を通じて、上記のセンサや通信手段の一部に電源の供給を行う必要があり、構造が複雑になる。即ち、信号の伝達などの微弱な電気の送信には、上記の接点を介することも困難でないと考えられるかも知れないが、電源の供給には、通電や、絶縁その他の漏電防止(シールド)の手段が必要となり、構造が複雑になる。このような電源の供給の方法は、技術的な面においても、コストの面においても、実用化の阻害要因となる。一般に、自動車などの車両において、車軸と車輪とは、ハブを介して接続されており、車体側から車輪側に通電を行おうとすれば、このようなハブを経由する必要があり、構造の複雑化は避けられない。
他方、乾電池などの使い捨ての電池を、センサや通信手段の一部と共にタイヤやホイル側に設置することも考えられるが、タイヤの減圧が発生したときに、消耗していて、上記の通信手段の作動が行えないといった事態が生じる。特に冬季や寒冷地での走行においては、低温による放電にて、電池の消耗は激しいものであり、使用に必要なときに、上記の通り電池が消耗していて役に立たないといった事態の頻発が想定される。
他方、乾電池などの使い捨ての電池を、センサや通信手段の一部と共にタイヤやホイル側に設置することも考えられるが、タイヤの減圧が発生したときに、消耗していて、上記の通信手段の作動が行えないといった事態が生じる。特に冬季や寒冷地での走行においては、低温による放電にて、電池の消耗は激しいものであり、使用に必要なときに、上記の通り電池が消耗していて役に立たないといった事態の頻発が想定される。
本願発明は、走行時に回転する自動車のホイルに、(車軸等の車体側の構成と)独立して発電する手段を設けることによって、上記課題の解決を図るものである。
本願発明に係る自動車のホイルは、作動部3と、電源供給部4とを備える。
作動部3は、電気の供給を受けることにて、タイヤ減圧時に所定の作動を行うものである。電源供給部4は、発電機5と、蓄電池6と、重り8とを備える。
発電機5は、少なくとも一方にコイルを有する、外郭部51と、中核部52とを備えると共に、当該外郭部51は中核部52を包囲するものであり、中核部52を外郭部51に対して相対的に回転駆動させることにより、中核部52又は外郭部51に電力を発生させることが可能なものである。上記外郭部51は、ホイルに固定されている。上記中核部52は、ホイルに対し、同心に回転することが可能に配置されている。上記重り8は、中核部52に設けられ、中核部52の周方向について重さの偏りを持たせるものである。上記の重り8にて回転が抑制される中核部52に対し、自動車の走行によりホイルの回転と共に外郭部51を回転させることにて発電するものである。発電機5は、上記蓄電池6へ通電可能に接続されている。蓄電池6は、作動部3に通電可能に接続されたものである。
ここで、自動車とは、内燃機関や電動機などの動力を備えたものをいい、通常の四輪車の他、オートバイなどの自動二輪車も含む。
上記のホイルは、通常のホイルを含む他、ホイルキャップも含む。
上記の蓄電池6とは、充電可能で、繰り返し使用できるバッテリをいい、二次電池、可逆電池と呼ばれるものである。
上記の重り8は、中核部52を一方向に向けるように、中核部52の周方向について重さの偏在を生じさせるものであればよく、中核部52と別体に形成されて中核部52に取り付けられるものの他、中核部52の形状そのものを上記重さの偏在を備えたものとして実施することができる(この場合重り8は、中核部52の形態の一部として、中核部52と一体になっていると考えればよい)。
作動部3は、電気の供給を受けることにて、タイヤ減圧時に所定の作動を行うものである。電源供給部4は、発電機5と、蓄電池6と、重り8とを備える。
発電機5は、少なくとも一方にコイルを有する、外郭部51と、中核部52とを備えると共に、当該外郭部51は中核部52を包囲するものであり、中核部52を外郭部51に対して相対的に回転駆動させることにより、中核部52又は外郭部51に電力を発生させることが可能なものである。上記外郭部51は、ホイルに固定されている。上記中核部52は、ホイルに対し、同心に回転することが可能に配置されている。上記重り8は、中核部52に設けられ、中核部52の周方向について重さの偏りを持たせるものである。上記の重り8にて回転が抑制される中核部52に対し、自動車の走行によりホイルの回転と共に外郭部51を回転させることにて発電するものである。発電機5は、上記蓄電池6へ通電可能に接続されている。蓄電池6は、作動部3に通電可能に接続されたものである。
ここで、自動車とは、内燃機関や電動機などの動力を備えたものをいい、通常の四輪車の他、オートバイなどの自動二輪車も含む。
上記のホイルは、通常のホイルを含む他、ホイルキャップも含む。
上記の蓄電池6とは、充電可能で、繰り返し使用できるバッテリをいい、二次電池、可逆電池と呼ばれるものである。
上記の重り8は、中核部52を一方向に向けるように、中核部52の周方向について重さの偏在を生じさせるものであればよく、中核部52と別体に形成されて中核部52に取り付けられるものの他、中核部52の形状そのものを上記重さの偏在を備えたものとして実施することができる(この場合重り8は、中核部52の形態の一部として、中核部52と一体になっていると考えればよい)。
本願第2の発明に係る自動車のホイルでは、本願第1の発明に係る自動車のホイルにあって、上記の作動部3は、タイヤの減圧を検出するセンサ31と、通報部32とを備える。上記通報部32は、上記蓄電池6に接続され、センサ31によるタイヤの減圧の検出を受けて、運転席にタイヤの減圧を通報するものである。
本願第3の発明に係る自動車のホイルでは、本願第2の発明に係る自動車のホイルにあって、上記の作動部3は、圧縮空気が充填され且つタイヤに接続可能なタンク33と、当該タンク33内の空気の放出を制限する開閉弁34とを備える。開閉弁34は、上記のセンサ31に接続され、センサ31によるタイヤの減圧の検出により開いて、タンク33内の空気をタイヤ側へ放出せしめるものである。
本願第1〜3の発明の実施にて、発電機の外郭部をホイルに固定し、中核部をホイルに対して回転可能に配置し、重りにて中核部をホイルの回転に追従しないものとすることにより、自動車の走行によるホイルの回転にて外郭部が回転し、その際、中核部は回転せずにとどまる。その結果、中核部は、外郭部に対して相対的に回転することなり、発電を行うことができる。即ち、本願の発明者の発想の転換により、この発明に係るホイルでは、自動車走行時の車輪の回転を利用して、(中核部を駆動して外郭部に対して回転させる、即ち、中核部を回転子(ロータ)とし外郭部を固定子(ステータ)とする)従来の発電方法とは逆に、発電機の外郭部を、走行にて中核部に対し駆動させることにより、発電を行う。
従って、車輪側(ホイル)において、(自動車の車体側と独立して)電気を発生させることができ、車体側から電源の供給を受ける必要がない。即ち、車輪に設けられた対処装置への電源の供給に際して、ハブその他の車体と車輪との接点を介して電気の送路を形成する必要がなく、(車体や車軸と独立して)ホイル内にて電源を得ることを可能としたものである。
自動車の車輪の取付けの構造は、駆動輪と駆動輪以外の車輪で異なるが、本願発明では夫々の車輪に設けられるホイルにて独立して電源を確保し対処装置を作動させるものであるため、対処装置が設けられる車輪が、駆動輪であるか、駆動輪でないかを問わずに、簡単に実施することができる。
特に、ホイルに上記の対処装置その電源供給装置が備えられているので、ホイルの交換により、簡単に、この電源供給装置を備えた対処装置を自動車へ取り付けることができる。
しかも、自動車の走行によって(車輪の回転によって)発電し、当該電気を(蓄電池に)蓄電しておくものであるため、走行時に、電気が消耗していて、車輪に設けられた対処装置に必要な電気の供給ができないといった事態を招来しない。
特に、本願第2又は第3の発明の実施にて、車輪に設けられた通報部の作動に必要な電気の供給ができないといった事態を回避した。また、本願第3の発明の実施にて、タイヤ減圧時に、自動的に、空気を供給する手段を備えたものについて、上記の効果を得ることができる。
従って、車輪側(ホイル)において、(自動車の車体側と独立して)電気を発生させることができ、車体側から電源の供給を受ける必要がない。即ち、車輪に設けられた対処装置への電源の供給に際して、ハブその他の車体と車輪との接点を介して電気の送路を形成する必要がなく、(車体や車軸と独立して)ホイル内にて電源を得ることを可能としたものである。
自動車の車輪の取付けの構造は、駆動輪と駆動輪以外の車輪で異なるが、本願発明では夫々の車輪に設けられるホイルにて独立して電源を確保し対処装置を作動させるものであるため、対処装置が設けられる車輪が、駆動輪であるか、駆動輪でないかを問わずに、簡単に実施することができる。
特に、ホイルに上記の対処装置その電源供給装置が備えられているので、ホイルの交換により、簡単に、この電源供給装置を備えた対処装置を自動車へ取り付けることができる。
しかも、自動車の走行によって(車輪の回転によって)発電し、当該電気を(蓄電池に)蓄電しておくものであるため、走行時に、電気が消耗していて、車輪に設けられた対処装置に必要な電気の供給ができないといった事態を招来しない。
特に、本願第2又は第3の発明の実施にて、車輪に設けられた通報部の作動に必要な電気の供給ができないといった事態を回避した。また、本願第3の発明の実施にて、タイヤ減圧時に、自動的に、空気を供給する手段を備えたものについて、上記の効果を得ることができる。
以下、図面を参照しつつ、本願発明の好ましい実施の形態について、説明する。図1〜図5へ本願発明の一実施の形態に係る装置を示す。
図1は、本願発明に係るホイル1の使用状態を示す略縦断面図である。図2は、図1のホイル1の要部拡大略縦端面図である。図3は、図2のA−A断面図である。図4及び図5は、作動部3の動作の説明図である。
説明の便宜上、各図中、Uは上方を、Sは下方を、Rは自動車の左右について車体の外側を、Lは自動車の左右について内側を、夫々示している。
図1は、本願発明に係るホイル1の使用状態を示す略縦断面図である。図2は、図1のホイル1の要部拡大略縦端面図である。図3は、図2のA−A断面図である。図4及び図5は、作動部3の動作の説明図である。
説明の便宜上、各図中、Uは上方を、Sは下方を、Rは自動車の左右について車体の外側を、Lは自動車の左右について内側を、夫々示している。
図1に示す通り、本願発明に係る自動車のホイル1は、取付部2と、作動部3と、電源供給部4とを備える。
以下、各部の構成について、詳しく説明する。
以下、各部の構成について、詳しく説明する。
ホイル1は、円盤状(ドラム状)に形成されたものであり、外周面1dにタイヤTが装着される。また、ホイル1には、上記の取付部2、作動部3及び電源供給部4が設けられている。
取付部2は、ホイル(ホイル1)と車軸Gとを連結するものであり、通常の車両において、車輪側のハブ及びハブ周辺の周知の固定構造部である。車軸Gは、円盤状のホイル1の裏面1bを臨むものであるので、取付部2は、ホイル1の裏面1b側に設けられている。
取付部2は、ホイル(ホイル1)と車軸Gとを連結するものであり、通常の車両において、車輪側のハブ及びハブ周辺の周知の固定構造部である。車軸Gは、円盤状のホイル1の裏面1bを臨むものであるので、取付部2は、ホイル1の裏面1b側に設けられている。
電源供給部4は、発電機5と、蓄電池6と、回転抑止部7とを備える。
発電機5は、ホイル1の表面1a側に設けられる。
具体的には、発電機5は、ホイル1の表面1a側において、ホイル1の中心と同心に配設されたものであり、ホイル1に対して回転可能に取り付けられている。上記の取付部2は、車軸Gに対応してホイル1の(回転の)中心部に配設される必要があるので、当該取付部2の邪魔にならないように、裏面1b側に配設される取付部2に対して、発電機5は、上記の通りホイル1の表面1a側に配設される。
発電機5は、ホイル1の表面1a側に設けられる。
具体的には、発電機5は、ホイル1の表面1a側において、ホイル1の中心と同心に配設されたものであり、ホイル1に対して回転可能に取り付けられている。上記の取付部2は、車軸Gに対応してホイル1の(回転の)中心部に配設される必要があるので、当該取付部2の邪魔にならないように、裏面1b側に配設される取付部2に対して、発電機5は、上記の通りホイル1の表面1a側に配設される。
この実施の形態において、電源供給部4を構成する発電機5と蓄電池6と回転抑止部7とは、ユニットとして、一体に形成され、何れも、ホイル1の表面1a側に設けられる。即ち、電源供給部4を構成する発電機5、蓄電池6、回転抑止部7、及び作動部3の一部は、ハウシング10内に固定され、ハウジング10と一体となっている。ハウジング10は、ボルト締め等によりホイル1の一部として、ホイル1に固定されている。
一方、ホイル1の表面1a の中央には、電源供給部4を備えた上記ハウジング10の収容部1cとして、車軸G側に後退する凹部が形成されている。この収容部1cに、ユニット化された上記の電源供給部4(ハウジング10)を収容して、ホイル1から、突出しないように、上記ユニットをホイル1に設けることができる。
ホイル1製造時、ハウジング10を、当初よりホイル1と一体に形成するものとしても実施可能である。
一方、ホイル1の表面1a の中央には、電源供給部4を備えた上記ハウジング10の収容部1cとして、車軸G側に後退する凹部が形成されている。この収容部1cに、ユニット化された上記の電源供給部4(ハウジング10)を収容して、ホイル1から、突出しないように、上記ユニットをホイル1に設けることができる。
ホイル1製造時、ハウジング10を、当初よりホイル1と一体に形成するものとしても実施可能である。
発電機5は、外郭部51と、中核部52とを備え、外郭部51が中核部52を取り囲むように配置されたものであり、外郭部51に対して中核部52が相対的に回転することにより発電する、周知のものを採用する。
回転抑止部7は、軸受け70と重り8とを備え、当該軸受け70を介して上記の中核部52をホイル1の中心軸に配置せしめ、重り8を中核部52又は軸受け70に備えるものである。
具体的には、軸受け70は、環状の外輪部71と、環状の内輪部72と、外輪部71及び内輪部72との間に介された複数の転動体73…73(コロ)とにて構成されている。
回転抑止部7は、軸受け70と重り8とを備え、当該軸受け70を介して上記の中核部52をホイル1の中心軸に配置せしめ、重り8を中核部52又は軸受け70に備えるものである。
具体的には、軸受け70は、環状の外輪部71と、環状の内輪部72と、外輪部71及び内輪部72との間に介された複数の転動体73…73(コロ)とにて構成されている。
上記の外輪部71は、ハウジング10に固定され、内輪部72の径方向r1外側に位置する。両輪部71,72は、上記ホイル1の回転の中心と同心に配設される(両輪部71,72は、車軸Gの外側Rについて、車軸Gの延長線上にあるが、車軸Gに直接固定されたものではない)。即ち、内輪部72は、外輪部71の(径方向r1の)内側に配置され、転動体73…73を介して外輪部71に支持されている。これにて、外輪部71は、周方向r2について、内輪部72と相対的に回動することができる(図3において、上記の外輪部71及び内輪部72は、現れないが、上記径方向r1及び周方向r2を定めるのに図2と共に参照されたい)。
発電機5の中核部52は軸受け70の上記内輪部72に固定され或いは内輪部72と一体に形成されている。一方、上記の外郭部51は、中核部52の径方向r1の外側に位置するようホイル1(ハウジング10)に固定されている。即ち、上記軸受け70の外輪部71と、発電機5の外郭部51とは、ホイル1に固定され、何れもホイル1と一体となって回転する。
発電機5の中核部52は軸受け70の上記内輪部72に固定され或いは内輪部72と一体に形成されている。一方、上記の外郭部51は、中核部52の径方向r1の外側に位置するようホイル1(ハウジング10)に固定されている。即ち、上記軸受け70の外輪部71と、発電機5の外郭部51とは、ホイル1に固定され、何れもホイル1と一体となって回転する。
この実施の形態では、中核部52の軸方向の異なる2箇所に、即ち、中核部52の外側R端部外周と、内側L端部外周の2箇所に、内輪部72,72が設けられている。また、内輪部72,72に対応する2箇所に、外輪部71,71も設けられている。ここでは、内外輪71,72共に2つづつ設けられたもの(2対のもの)を示したが、1対又は3対以上設けるものとしても実施可能である。
この実施の形態において、上記の重り8は、中核部52に設けられている。具体的には、図2に示すように、重り8は、重り本体80と、支持体81とにて構成されている。支持体81の基端81aは、中核部52の外側R端面に設けられ、支持体81の先端は中核部52の当該外側R端面から中核部52及び内輪部71よりも下方(内輪部71の径方向r1の外側)に位置する。当該中核部52の先端に重り本体80が設けられている。支持体81の基端は、中核部52の外側R端面において、中核部52の回転の中心部(軸芯部)と異なる位置(中核部52の中心よりも外側)に偏心して設けられている。
この実施の形態において、ハウジング10内には、軸方向の内側L側から外側Rに向かけて、発電機5が固定される第1の部屋と、蓄電器6と作動部3の一部を収容し保持する第2の部屋が設けられ、当該第1の部屋と第2の部屋の間に上記重り8をハウジング10の他の部位と接触しないように収容する空間部11が形成されている。
この実施の形態において、ハウジング10内には、軸方向の内側L側から外側Rに向かけて、発電機5が固定される第1の部屋と、蓄電器6と作動部3の一部を収容し保持する第2の部屋が設けられ、当該第1の部屋と第2の部屋の間に上記重り8をハウジング10の他の部位と接触しないように収容する空間部11が形成されている。
上記の構成を採ることにより、重り本体80の重みにて、中核部52は、支持体81の伸びる方向に即ち下方に向けて力を受け、外輪部51即ちホイル1の回転に拘わらず、周方向r2に対する向きを変えない(回転しない)。即ち、先端の重り本体80の重みにて、中核部52(内輪部72)は常に支持体81の先端を下方に向けるように姿勢を保つ。この点について、中核部52は、周方向r2について瞬間的に変位することはあっても、上記の重り本体80の重みにて、支持板81の向きを下方とするように直ちに復元するものであり、回転するに至らないのである(以下必要に応じて、当該作用を静止作用と呼ぶ)。
重り本体80には、中核部52の上記静止作用を得るに十分な重量のものを採用する。
尚、支持体81自身の重みが、中核部52の上記静止作用を得るに十分なものであれば、支持体81の先端に上記の重り本体80を設けずに実施することが可能である(この場合、支持体81自身を重り本体80とする)。
重り本体80には、中核部52の上記静止作用を得るに十分な重量のものを採用する。
尚、支持体81自身の重みが、中核部52の上記静止作用を得るに十分なものであれば、支持体81の先端に上記の重り本体80を設けずに実施することが可能である(この場合、支持体81自身を重り本体80とする)。
図2に示す通り、支持体81は、内輪部72の他の部位や外輪部71、ホイル1と接触しないように、その基端81aからホイル1の軸方向外側Rに伸びる軸方向部81bと、軸方向部81bの先端からホイル1の径方向r1の外側に伸びる放射方向部81cとにて構成されている。上記の実施の形態において、重り本体80は、当該放射方向部81cに設けられている。
上記の構成を採ることにより、自動車の走行による車輪の回転にて、ホイル1の回転と共に外郭部51が回転し、中核部52は回転しない。その結果、外郭部51と中核部52との間の関係において、相対的に中核部52は外郭部51に対して回転することになり、当該発電機5は発電を行うことができる。
発電機5は、上記蓄電池6へ通電可能に接続されており、発電機5にて得た直流電流は、当該蓄電池6に蓄えられる。前記の作動部3は、蓄電池6に通電可能に接続されており、タイヤ減圧の検出や、タイヤ減圧時の対処動作に必要な電源を蓄電池6から得ることができる。
発電機5は、上記蓄電池6へ通電可能に接続されており、発電機5にて得た直流電流は、当該蓄電池6に蓄えられる。前記の作動部3は、蓄電池6に通電可能に接続されており、タイヤ減圧の検出や、タイヤ減圧時の対処動作に必要な電源を蓄電池6から得ることができる。
発電機5には、上記の通り、外郭部51に対する中核部52の回転にて発電行うことが可能な周知のものを採用すればよい。
発電機5について、一般には、上記の中核部52側にて電圧を生じさせるものと、外郭部51側にて電圧を生じさせるものがある。
発電機5について、一般には、上記の中核部52側にて電圧を生じさせるものと、外郭部51側にて電圧を生じさせるものがある。
中核部52側にて電圧を生じさせる発電機5(直流機)の構成について(図示せず。)、簡単に説明すると、その外郭部51は、継鉄と界磁とを備え、中核部52は、電機子と整流子とを備える。
界磁は、界磁鉄心と界磁巻線とからなり、直流電流を界磁巻線に流して界磁鉄心を励磁して強い磁極を作る。電機子は、けい素鋼板を打ち抜き、これを重ねて作った積層鉄心と電機子巻線とから構成されている。整流子は、硬銅の整流子片を、それぞれマイカで絶縁して組み立てられている。ブラシには、炭素ブラシ、黒鉛ブラシなどが用いられている。これらのブラシをスプリングにより整流子面に一定の圧力で接触するように組み立てられている。
上記の通り、電機子は、鉄心にコイルを巻きつけたものからできており,発電機5において、起電力を発生させる部分である。また、整流子は、円筒形のものを縦に複数に割った形(2極では半円筒が2つ合わさったような形)をしている。これにブラシが接触していて、発電機5において、電機子のコイル内に生じた電流を一定の向きに取り出す働きをする。
界磁は、界磁鉄心と界磁巻線とからなり、直流電流を界磁巻線に流して界磁鉄心を励磁して強い磁極を作る。電機子は、けい素鋼板を打ち抜き、これを重ねて作った積層鉄心と電機子巻線とから構成されている。整流子は、硬銅の整流子片を、それぞれマイカで絶縁して組み立てられている。ブラシには、炭素ブラシ、黒鉛ブラシなどが用いられている。これらのブラシをスプリングにより整流子面に一定の圧力で接触するように組み立てられている。
上記の通り、電機子は、鉄心にコイルを巻きつけたものからできており,発電機5において、起電力を発生させる部分である。また、整流子は、円筒形のものを縦に複数に割った形(2極では半円筒が2つ合わさったような形)をしている。これにブラシが接触していて、発電機5において、電機子のコイル内に生じた電流を一定の向きに取り出す働きをする。
このような中核部52側にて起電力を発生させる発電機の場合、上記のブラシを用いて、蓄電池6のあるホイル1側に、発電した電気を導く必要がある。従って、当該ブラシが外郭部側と中核部側との間の回転の摩擦抵抗となるので、上記の重り8の重さについては、この点を考慮して、当該摩擦抵抗によっても、中核部52が外郭部51と共に回転しないように設定しておく必要がある。
一方、外郭部51側にて起電力を発生させるものでは、そのようなブラシを用いる必要がなく(発電機5をブラシレスとすることができる。)、上記の摩擦抵抗の問題もなく、構造も簡単で、実施に有利である。図2及び図3に示すものは、このようなブラシレス型の発電機5を採用している。
以下、図2及び図3に示す、ブラシレス型の発電機5を採用した電源供給部4について説明する。
一方、外郭部51側にて起電力を発生させるものでは、そのようなブラシを用いる必要がなく(発電機5をブラシレスとすることができる。)、上記の摩擦抵抗の問題もなく、構造も簡単で、実施に有利である。図2及び図3に示すものは、このようなブラシレス型の発電機5を採用している。
以下、図2及び図3に示す、ブラシレス型の発電機5を採用した電源供給部4について説明する。
この発電機5において、外郭部51は、励磁ヨーク51aと、電機子鉄心51bと、電機子巻線51eと、励磁巻線51fとを備える。
励磁ヨーク51aは、円筒状の形状を有する。励磁ヨーク51aの外周面は、ハウジング10の(上記第1の部屋の)内周面に設けられている。この励磁ヨーク51aは、焼結材で形成するのが好ましい。励磁ヨーク51aの内周側には、所定の間隔を置いて軸方向に2つの層を形成する電機子鉄心51c,51dが固定されている。この実施の形態においては、12個の電機子鉄心51c,51dの対が、励磁ヨーク51aの内周側に突極(磁極として突出)している。この電機子鉄心51bは、電磁鋼板を積層することによって形成するのが望ましい。電機子巻線51eは、電機子鉄心51c,51dの対を芯として巻回されている。励磁巻線51fは、電機子鉄心51c,51dに挟まれた状態で、励磁ヨーク51aに沿って巻回されている。電機子巻線51eと励磁巻線51fには、絶縁被覆が施された銅線を採用するのが望ましい。
この実施の形態において、電機子巻線51eは、電機子鉄心51c,51dの対にまたがって巻回されているが、電機子鉄心51c,51dの夫々に別個に巻回されてもよい。
励磁ヨーク51aは、円筒状の形状を有する。励磁ヨーク51aの外周面は、ハウジング10の(上記第1の部屋の)内周面に設けられている。この励磁ヨーク51aは、焼結材で形成するのが好ましい。励磁ヨーク51aの内周側には、所定の間隔を置いて軸方向に2つの層を形成する電機子鉄心51c,51dが固定されている。この実施の形態においては、12個の電機子鉄心51c,51dの対が、励磁ヨーク51aの内周側に突極(磁極として突出)している。この電機子鉄心51bは、電磁鋼板を積層することによって形成するのが望ましい。電機子巻線51eは、電機子鉄心51c,51dの対を芯として巻回されている。励磁巻線51fは、電機子鉄心51c,51dに挟まれた状態で、励磁ヨーク51aに沿って巻回されている。電機子巻線51eと励磁巻線51fには、絶縁被覆が施された銅線を採用するのが望ましい。
この実施の形態において、電機子巻線51eは、電機子鉄心51c,51dの対にまたがって巻回されているが、電機子鉄心51c,51dの夫々に別個に巻回されてもよい。
中核部52は、シャフト52aと、第1のフランジ52bと、第2のフランジ52cと、励磁ヨーク52dと、突極部52eとを有する。シャフト52aは、車軸Gの軸方向外側にあり、車軸Gと同心に配置されたものである。シャフト52aは、ホイル1に対して相対的に回転することができる。フランジ52b,52cは、シャフト52aの軸方向の異なる位置に設けられている。具体的には、フランジ52b,52cは、シャフト52aの外周面に固定されており、シャフト52aと一体なって回転する。フランジ52b,52cの外周面に、上記の軸受け70の内輪部72,72が固定されている。
励磁ヨーク52dは、シャフト52aの軸方について上記フランジ52b,52cの間に位置するように、シャフト52aの外周に固定され、シャフト52aと一体になって回転する。突極部52eは、電機子鉄心51c,51dの対に対応して励磁ヨーク52d上に設けられている。この実施の形態において、突極部52f,52gの8個夫々が、互いに位置がずれるように(互い違いに)設置されている。即ち、突極部52gは、隣合う突極部52fの間に位置している。突極部52eは、電磁鋼板を積層することによって形成するのが好ましい。
この実施の形態において、中核部52は、専ら軸受け70を介して、ホイル1(ハウジング10)に支持されており、シャフト52a自身は、直接ホイル1と接触するものではないが、この他、シャフト52a(の一端、即ち内側L端部)を直接ホイル1に軸止させるものとしても実施可能である。
励磁ヨーク52dは、シャフト52aの軸方について上記フランジ52b,52cの間に位置するように、シャフト52aの外周に固定され、シャフト52aと一体になって回転する。突極部52eは、電機子鉄心51c,51dの対に対応して励磁ヨーク52d上に設けられている。この実施の形態において、突極部52f,52gの8個夫々が、互いに位置がずれるように(互い違いに)設置されている。即ち、突極部52gは、隣合う突極部52fの間に位置している。突極部52eは、電磁鋼板を積層することによって形成するのが好ましい。
この実施の形態において、中核部52は、専ら軸受け70を介して、ホイル1(ハウジング10)に支持されており、シャフト52a自身は、直接ホイル1と接触するものではないが、この他、シャフト52a(の一端、即ち内側L端部)を直接ホイル1に軸止させるものとしても実施可能である。
上記の発電機5において、自動車走行時、軸受け70の内輪部72,72に対して外輪部71,71と共にホイル1が回転すると、相対的に中核部52が外郭部51に対して回転するのと同様の状態になり、励磁巻線51fによって発生する磁束は、順に、外郭部51の励磁ヨーク51a、電機子鉄心51c、突極部52f、中核部52の励磁ヨーク52d、突極部52g、電機子鉄心51d、外郭部51の励磁ヨーク51aという経路を有する磁気回路を形成する。そして、上記の外郭部51の中核部52に対する回転により、電機子巻線51eに鎖交する磁束が変化し、電機子巻線51eに電圧が発生する。電機子巻線51eは前記の蓄電池6に通電可能に接続されており、上記電圧の発生にて生じた電流を当該蓄電池6に蓄える。
このような構成を採る図2及び図2に示す発電機5は、励磁巻線51fが外郭部51側に設けられているためにブラシを必要とせず、扁平に形成することが可能で省スペースに効を奏する。
このような構成を採る図2及び図2に示す発電機5は、励磁巻線51fが外郭部51側に設けられているためにブラシを必要とせず、扁平に形成することが可能で省スペースに効を奏する。
尚、上記において、中核部52に永久磁石を用いて実施することもできる。
但し、永久磁石を用いた場合、電機子鉄心51b等に磁束が鎖交し変化することによって鉄損が発生し、磁気的な引き摺りが発生する場合がある。
一方、図2に示す実施形態において、中核部30に永久磁石が含まれないのでこのような問題はなく、この点有利である。
この種の発電機5として、例えば特開平15−79117号や特開平15−134766号、特開平15−204661号、特開平11−332190号公報に見られる発電機を採用することができる。
但し、永久磁石を用いた場合、電機子鉄心51b等に磁束が鎖交し変化することによって鉄損が発生し、磁気的な引き摺りが発生する場合がある。
一方、図2に示す実施形態において、中核部30に永久磁石が含まれないのでこのような問題はなく、この点有利である。
この種の発電機5として、例えば特開平15−79117号や特開平15−134766号、特開平15−204661号、特開平11−332190号公報に見られる発電機を採用することができる。
前述の作動部3の好ましい例について説明する。
この実施の形態において、作動部3は、タイヤTの減圧を検出することが可能であり、当該タイヤTの減圧の検出時、上記にて蓄電池6に蓄電した電気を利用して、タイヤTの減圧を運転席に通報する。更に、この作動部3は、タイヤTの減圧の検知によって、タイヤTに空気を補充するものである。
この実施の形態において、作動部3は、タイヤTの減圧を検出することが可能であり、当該タイヤTの減圧の検出時、上記にて蓄電池6に蓄電した電気を利用して、タイヤTの減圧を運転席に通報する。更に、この作動部3は、タイヤTの減圧の検知によって、タイヤTに空気を補充するものである。
図1、図2、図4及び図5に示す通り、上記の作動部3は、タイヤTの減圧を検出するセンサ31と、通報部32と、圧縮空気が充填され且つタイヤTに接続可能なタンク33と、当該タンク33内の空気の放出を制限する開閉弁34とを備える。
この実施の形態において、通報部32は、無線の送信機である(以下送信機32と呼ぶ)。
送信機32は、上記蓄電池6に接続され、センサ31によるタイヤTの減圧の検出を受けて、運転席に設けられた受信機(図示せず。)にタイヤの減圧を通報するものである。開閉弁34は、上記のセンサ31に接続され、センサ31によるタイヤTの減圧の検出により開いて、タンク33内の空気をタイヤT側へ放出せしめるものである。
この実施の形態において、通報部32は、無線の送信機である(以下送信機32と呼ぶ)。
送信機32は、上記蓄電池6に接続され、センサ31によるタイヤTの減圧の検出を受けて、運転席に設けられた受信機(図示せず。)にタイヤの減圧を通報するものである。開閉弁34は、上記のセンサ31に接続され、センサ31によるタイヤTの減圧の検出により開いて、タンク33内の空気をタイヤT側へ放出せしめるものである。
図2に示すように、上記のタンク33は、ハウシング10の外周へ着脱可能に取り付けられたドーナツ状のものであり、内部に圧縮空気を収容することが可能である。図1、図4及び図5へ示す通り、ホイル1の内部には、当該タンク33と、タイヤT内部とを連絡する空気の通路33bが形成されている。
この通路33bに上記の開閉弁34が設けられている。図2へ示す通り、タンク33は、接続部33cを介してホイル1内部の上記通路33bに接続される。
図4及び図5へ示す通り、開閉弁34は、弁体34aと、弁体34aの基部を収容する気密の作動用部屋34cと、弁体34cを付勢するバネ等の弾性体34bとを備える。弁体34aの先端は、作動用部屋34cの外部にあって上記の通路33bの途中を遮断する。上記の弾性体34bは、上記弁体34cの先端を後退させる即ち通路33b内を開放する方向に弁体34aを付勢している。上記の作動用部屋34cは、減圧検出用通路33aにて、タイヤT内に連絡している。タイヤT内の空気が適正圧のとき、減圧検出用通路33aを通じて、当該タイヤTの内圧を作動用部屋34c内に伝え、当該タイヤTの内圧にて、弁体34cを上記弾性体34bの付勢に抗して付勢し、上記通路33bを閉ざしタイヤTとタンク33との空気の連絡を遮断している。
この通路33bに上記の開閉弁34が設けられている。図2へ示す通り、タンク33は、接続部33cを介してホイル1内部の上記通路33bに接続される。
図4及び図5へ示す通り、開閉弁34は、弁体34aと、弁体34aの基部を収容する気密の作動用部屋34cと、弁体34cを付勢するバネ等の弾性体34bとを備える。弁体34aの先端は、作動用部屋34cの外部にあって上記の通路33bの途中を遮断する。上記の弾性体34bは、上記弁体34cの先端を後退させる即ち通路33b内を開放する方向に弁体34aを付勢している。上記の作動用部屋34cは、減圧検出用通路33aにて、タイヤT内に連絡している。タイヤT内の空気が適正圧のとき、減圧検出用通路33aを通じて、当該タイヤTの内圧を作動用部屋34c内に伝え、当該タイヤTの内圧にて、弁体34cを上記弾性体34bの付勢に抗して付勢し、上記通路33bを閉ざしタイヤTとタンク33との空気の連絡を遮断している。
タイヤTにおいて、パンクやその他の原因により、内部の空気圧が適正圧よりも低下すると、上記弾性体34bの付勢力が、上記減圧検出用通路33aからのタイヤT内圧による弁体34cへの付勢力に勝り、弁体34cは後退して、通路33bを開放する。その結果、タンク33内の圧縮空気が、タイヤT内へ充填される。
図4及び図5に示す通り、この実施の形態において、上記のセンサ31は、送信機32側の接点31aと、蓄電池6側の接点31bとを備える。送信機32側の接点31aは、上記開閉弁34の作動用部屋34c内に設けられ、送信機32に接続されている。蓄電池6側の接点31bは、上記開閉弁34の弁体34aの基端に設けられている。図4に示す通り、タイヤT内の空気圧が適正であり、弁体34aが通路33bを閉じているときは、両接点34a,34bは離れている。一方、図5へ示す通り、タイヤT内の空気圧が低下して、上記の通り弁体34aが後退すると、両接点34a,34bは接触する。これにて、送信機32が作動してタイヤTの減圧を、運転席(の受信機)に通報する。
このように、少なくとも送信機32は、上記蓄電池6に対し電気的に接続されたものであり、蓄電池6から電源の供給を受けて、上記の作動を行う。
このように、少なくとも送信機32は、上記蓄電池6に対し電気的に接続されたものであり、蓄電池6から電源の供給を受けて、上記の作動を行う。
上記の送信機32としては、電波を送信するものの他、発信機として、運転席に通報可能であれば、周知のどのような手段を採用しても実施可能である。例えば赤外線等の光を発信するものを採用しても実施可能であり、また、音を発して警報するものであってもよい。
また、センサ31は、タイヤTの減圧を開閉弁34の上記作動によって、検出するものとしたが、開閉弁34とは独立して、タイヤT内の減圧を検出するものとしても実施可能である。
また、作動部3は、タイヤT内に空気を充填する手段を持たず、運転席への通報のみを行うものとしても実施可能である。
また、センサ31は、タイヤTの減圧を開閉弁34の上記作動によって、検出するものとしたが、開閉弁34とは独立して、タイヤT内の減圧を検出するものとしても実施可能である。
また、作動部3は、タイヤT内に空気を充填する手段を持たず、運転席への通報のみを行うものとしても実施可能である。
1 ホイル本体
2 取付部
3 対処装置
4 電源供給装置
5 発電機
6 蓄電器
7 回転抑止部
8 重り
51 外郭部
52 中核部
70 軸受け
2 取付部
3 対処装置
4 電源供給装置
5 発電機
6 蓄電器
7 回転抑止部
8 重り
51 外郭部
52 中核部
70 軸受け
Claims (3)
- 作動部と、電源供給部とを備え、
作動部は、電気の供給を受けることにて、タイヤ減圧時に所定の作動を行うものであり、
電源供給部は、発電機と、蓄電池と、重りとを備え、
発電機は、少なくとも一方にコイルを有する、外郭部と、中核部とを備えると共に、当該外郭部は中核部を包囲するものであり、中核部を外郭部に対して相対的に回転駆動させることにより、中核部又は外郭部に電力を発生させることが可能なものであり、
上記外郭部は、ホイルに固定され、
上記中核部は、ホイルに対し、同心に回転することが可能に配置され、
上記重りは、中核部に設けられ、中核部の周方向について重さの偏りを持たせるものであり、
上記の重りにて回転が抑制される中核部に対し、自動車の走行によりホイルの回転と共に外郭部を回転させることにて発電するものであり、
発電機は、上記蓄電池へ通電可能に接続され、
蓄電池は、作動部に通電可能に接続されたものであることを特徴とする自動車のホイル。 - 上記作動部は、タイヤの減圧を検出するセンサと、通報部とを備え、
上記通報部は、上記蓄電池に接続され、センサによるタイヤの減圧の検出を受けて、運転席にタイヤの減圧を通報するものであることを特徴とする請求項1記載の自動車のホイル。 - 上記の作動部は、圧縮空気が充填され且つタイヤに接続可能なタンクと、当該タンク内の空気の放出を制限する開閉弁とを備え、
開閉弁は、上記センサに接続され、センサによるタイヤの減圧の検出により開いて、タンク内の空気をタイヤ側へ放出せしめるものであることを特徴とする請求項2記載の自動車のホイル。
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- 2004-03-29 JP JP2004093929A patent/JP2005280395A/ja active Pending
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KR101284046B1 (ko) | 브레이크가 구비된 인휠모터 |
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