JP2009033809A - Generator, electrical equipment mounting that generator, and communication apparatus mounting that generator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a generator which can utilize multidirectional external vibration for power generation. <P>SOLUTION: The generator 75 is equipped with the first electrode 21 and the second electrode 22 which are opposed each other. When the generator 75 receives external vibration, one or both of the first electrode 21 and the second electrode 22 move, regardless of the direction of the external vibration, and the lapping area (facing area) of both electrodes changes. The first electrode 21 and the second electrode 22 can reciprocate only along an axis X. A Y movable weight 23 is supported in a way that it can be reciprocated only along an axis Y by the first transmitting mechanism 25. A Z movable weight 24 is supported in away that it can be reciprocated only along an axis Z by the second transmitting mechanism 26. The first transmitting mechanism 25 changes the move along the axis Y of the Y movable weight 23 to the move along the axis X, and transmits it to one of the first electrode 21 and the second electrode 22. The second transmitting mechanism 26 changes the move along the axis Z of the Z movable weight 24 to the move along the axis X, and transmits it to one of the first electrode 21 and the second electrode 22. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電装置、発電装置を搭載した電気機器、及び発電装置を搭載した通信装置に関し、特にエレクトレット材料を用いた静電誘導型発電装置、この発電装置を搭載した電気機器、及びこの発電装置を搭載した通信装置に関する。   The present invention relates to a power generation device, an electric device equipped with the power generation device, and a communication device equipped with the power generation device, and in particular, an electrostatic induction power generation device using an electret material, an electric device equipped with the power generation device, and the power generation The present invention relates to a communication device equipped with the device.

従来、小型の静電誘導型発電装置が知られている。静電誘導型発電装置は、可変容量の電極に電荷を与え、その電荷により対向電極間にクーロン引力を働かせ、このクーロン引力に抗して振動子が振動することにより発生した振動エネルギーを電気エネルギーに変換することによって、発電を行う（たとえば、特許文献１参照）。   Conventionally, a small electrostatic induction generator is known. An electrostatic induction power generating device applies a charge to a variable-capacitance electrode, causes a coulomb attractive force to work between the counter electrodes due to the charge, and converts vibration energy generated by the vibration of the vibrator against this coulomb attractive force into electrical energy. Power generation is performed by converting to (for example, refer to Patent Document 1).

図１７は特許文献１に開示された従来の静電誘導型発電装置の概略断面図である。この静電誘導型発電装置は、いわゆるエレクトレット発電装置であり、複数のエレクトレット材料電極４０９を備えた第２の基板４０５と、複数の導電性表面電極４１１を備えた第１の基板４０７とが互いに所定の間隔を隔てて配置されている。エレクトレット材料電極４０９を含む第２の基板４０５は不動である。導電性表面電極４１１を含む第１の基板４０７は固定構造４１７にバネ４１９を介して連結されている。バネ４１９は第１の基板４０７の２つの対向辺に接続されている。バネ４１９の弾性により第１の基板４０７はＸ軸方向４２１の運動を行い、中立位置に戻ることができる。第１の基板４０７がＸ軸方向に振動することにより、電荷を保持しているエレクトレット材料電極４０９と、電極４０９に対向する導電性表面電極４１１との重なり面積の増減が生じ、導電性表面電極４１１に電荷の変化が生じる。静電誘導型発電装置は、この電荷の変化を電気エネルギーとして取り出すことにより発電を行う。
特表２００５−５２９５７４号公報 FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a conventional electrostatic induction power generator disclosed in Patent Document 1. This electrostatic induction power generation device is a so-called electret power generation device, in which a second substrate 405 having a plurality of electret material electrodes 409 and a first substrate 407 having a plurality of conductive surface electrodes 411 are mutually connected. They are arranged at a predetermined interval. The second substrate 405 including the electret material electrode 409 is immobile. The first substrate 407 including the conductive surface electrode 411 is connected to the fixing structure 417 via the spring 419. The spring 419 is connected to two opposite sides of the first substrate 407. Due to the elasticity of the spring 419, the first substrate 407 can move in the X-axis direction 421 and return to the neutral position. When the first substrate 407 vibrates in the X-axis direction, the overlapping area between the electret material electrode 409 holding the electric charge and the conductive surface electrode 411 facing the electrode 409 is increased and decreased. A change in charge occurs at 411. The electrostatic induction power generation device generates power by taking out the change in electric charge as electric energy.
JP 2005-529574 A

しかしながら、図１７の静電誘導型発電装置では、基板４０７はＸ軸方向４２１以外の方向に振動しないように規制されている。そのため、この静電誘導型発電装置は、Ｘ軸方向４２１以外の方向への外部振動を発電に利用することができなかった。例えば、この静電誘導型発電装置は、Ｘ軸方向４２１とは異なるＹ軸方向の外部振動を受けた場合であっても、発電を行うことができない。   However, in the electrostatic induction power generating device of FIG. 17, the substrate 407 is restricted so as not to vibrate in directions other than the X-axis direction 421. For this reason, this electrostatic induction power generation device cannot use external vibration in a direction other than the X-axis direction 421 for power generation. For example, this electrostatic induction power generating device cannot generate power even when it receives external vibration in the Y-axis direction different from the X-axis direction 421.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、多方向の外部振動を発電に利用可能な発電装置、この発電装置を搭載した電気機器、及びこの発電装置を搭載した通信装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to generate a power generation device that can use multidirectional external vibrations for power generation, an electric device equipped with the power generation device, and a communication device equipped with the power generation device. Is to provide.

上記課題を解決するために、本発明に係る発電装置は、第１電極と、第１電極から離間した第２電極と、を備え、第１電極と第２電極の少なくとも一方は、一平面上における第１軸に沿った振動と、一平面上において第１軸とは異なる第２軸に沿った振動と、一平面とは異なる平面上において第１軸及び第２軸と交差する第３軸に沿った振動と、に応答して移動可能であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a power generation device according to the present invention includes a first electrode and a second electrode spaced from the first electrode, and at least one of the first electrode and the second electrode is on a single plane. Vibration along the first axis, vibration along a second axis different from the first axis on one plane, and third axis intersecting the first axis and the second axis on a plane different from the one plane It is possible to move in response to the vibration along the line.

上記課題を解決するために、本発明に係る電気機器は、複数の電子部品と、複数の電子部品の一部または全てを動作させるための電力を生成する上述の発電装置と、を備えるこ
とを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an electrical device according to the present invention includes a plurality of electronic components and the above-described power generation device that generates electric power for operating some or all of the plurality of electronic components. Features.

上記課題を解決するために、本発明に係る通信装置は、車両のタイヤまたはタイヤホイールに装着され、上述の発電装置を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a communication apparatus according to the present invention is mounted on a tire or a tire wheel of a vehicle and includes the above-described power generation apparatus.

本発明によれば、多方向の外部振動を発電に利用可能な発電装置、こうした発電装置を搭載した電気機器、及びこうした発電装置を搭載した通信装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power generating apparatus which can utilize external vibration of a multi-directional for electric power generation, the electric equipment carrying such a power generating apparatus, and the communication apparatus carrying such an electric power generating apparatus are provided.

以下、本発明の第１実施形態に従う発電装置を説明する。図面において同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, the electric power generating apparatus according to 1st Embodiment of this invention is demonstrated. In the drawings, similar components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

図１を参照して、本発明の実施形態に従う発電装置７５を説明する。本発明の実施形態の発電装置７５は、外部から受けた周期的または非周期的な振動（外部振動）を電気エネルギーに変換する。図１に示すように、本実施形態の発電装置７５は、互いに対向して配置された第１電極２１と第２電極２２を備える。発電装置７５が外部振動を受けたとき、外部振動の方向に関わらず、第１電極２１と第２電極２２の一方または両方が移動し、第１電極２１と第２電極２２の重なり面積（対向面積）は変化する。第１電極２１及び第２電極２２の少なくとも一方は、Ｘ軸に沿ってのみ往復移動可能である。Ｙ可動錘２３は第１伝達機構２５によってＹ軸に沿ってのみ往復移動可能に支持されている。Ｚ可動錘２４は第２伝達機構２６によってＺ軸に沿ってのみ往復移動可能に支持されている。第１伝達機構２５は、Ｙ可動錘２３のＹ軸に沿った移動を、Ｘ軸に沿った移動に変換して、第１電極２１及び第２電極２２の一方に伝達する。第２伝達機構２６は、Ｚ可動錘２４のＺ軸に沿った移動を、Ｘ軸に沿った移動に変換して、第１電極２１及び第２電極２２の一方に伝達する。   With reference to FIG. 1, the electric power generating apparatus 75 according to embodiment of this invention is demonstrated. The power generation device 75 according to the embodiment of the present invention converts periodic or non-periodic vibration (external vibration) received from the outside into electrical energy. As shown in FIG. 1, the power generation device 75 of the present embodiment includes a first electrode 21 and a second electrode 22 that are arranged to face each other. When the power generation device 75 is subjected to external vibration, one or both of the first electrode 21 and the second electrode 22 move regardless of the direction of the external vibration, and the overlapping area of the first electrode 21 and the second electrode 22 (opposing Area) changes. At least one of the first electrode 21 and the second electrode 22 can reciprocate only along the X axis. The Y movable weight 23 is supported by the first transmission mechanism 25 so as to be able to reciprocate only along the Y axis. The Z movable weight 24 is supported by the second transmission mechanism 26 so as to be able to reciprocate only along the Z axis. The first transmission mechanism 25 converts the movement of the Y movable weight 23 along the Y axis into movement along the X axis, and transmits the movement to one of the first electrode 21 and the second electrode 22. The second transmission mechanism 26 converts the movement of the Z movable weight 24 along the Z axis into a movement along the X axis and transmits the movement to one of the first electrode 21 and the second electrode 22.

図１の発電装置７５の作用を説明する。   The operation of the power generation device 75 in FIG. 1 will be described.

第１電極２１及び第２電極２２の少なくとも一方は、発電装置７５にＸ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動が作用したとき、Ｘ軸に沿って移動する。   At least one of the first electrode 21 and the second electrode 22 moves along the X axis when an external vibration in a direction other than the direction orthogonal to the X axis direction acts on the power generation device 75.

Ｙ可動錘２３は、発電装置７５にＹ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動が作用したとき、Ｙ軸に沿って移動する。第１伝達機構２５は、Ｙ可動錘２３のＹ軸に沿った移動を、Ｘ軸に沿った移動に変換して、第１電極２１及び第２電極２２の一方に伝達する。従って、第１電極２１及び第２電極２２の一方はＸ軸方向に移動する。   The Y movable weight 23 moves along the Y axis when an external vibration in a direction other than the direction orthogonal to the Y axis direction acts on the power generation device 75. The first transmission mechanism 25 converts the movement of the Y movable weight 23 along the Y axis into movement along the X axis, and transmits the movement to one of the first electrode 21 and the second electrode 22. Accordingly, one of the first electrode 21 and the second electrode 22 moves in the X-axis direction.

Ｚ可動錘２４は、発電装置７５にＺ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動が作用したとき、Ｚ軸に沿って移動する。第２伝達機構２６は、Ｚ可動錘２４のＺ軸に沿った移動を、Ｘ軸に沿った移動に変換して、第１電極２１及び第２電極２２の一方に伝達する。従って、第１電極２１及び第２電極２２の一方はＸ軸方向に移動する。   The Z movable weight 24 moves along the Z axis when an external vibration in a direction excluding the direction orthogonal to the Z axis direction acts on the power generation device 75. The second transmission mechanism 26 converts the movement of the Z movable weight 24 along the Z axis into a movement along the X axis and transmits the movement to one of the first electrode 21 and the second electrode 22. Accordingly, one of the first electrode 21 and the second electrode 22 moves in the X-axis direction.

このように、発電装置７５が外部振動を受けたときに、外部振動の方向に関わらず、第１電極２１及び第２電極２２の少なくとも一方がＸ軸に沿って移動し、第１電極２１と第２電極２２との重なり面積が変化する。よって、発電装置７５はあらゆる方向の外部振動を利用して発電することができる。   Thus, when the power generation device 75 receives external vibration, regardless of the direction of external vibration, at least one of the first electrode 21 and the second electrode 22 moves along the X axis, The overlapping area with the second electrode 22 changes. Therefore, the power generation device 75 can generate power using external vibration in any direction.

第１電極２１は本発明の「第１電極」、第２電極は本発明の「第２電極」、Ｘ軸は本発明の「第１軸」、Ｙ軸は本発明の「第２軸」、及びＺ軸は本発明の「第３軸」の一例である。   The first electrode 21 is the “first electrode” of the present invention, the second electrode is the “second electrode” of the present invention, the X axis is the “first axis” of the present invention, and the Y axis is the “second axis” of the present invention. The Z axis is an example of the “third axis” in the present invention.

図２、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４を参照して、本実施形態の発電装置７５をより具
体的に説明する。 With reference to FIG. 2, FIG. 3 (a), FIG.3 (b), and FIG. 4, the electric power generating apparatus 75 of this embodiment is demonstrated more concretely.

発電装置７５は、固定構造体３ａ、上ガイドレール３０ａ及び下ガイドレール３０ｂを含むフレーム３０を有する。第１電極２１の形成された第１基板２１ａ及び第２電極２２の形成された第２基板２２ａは、上ガイドレール３０ａ及び下ガイドレール３０ｂによってＸ軸に沿ってのみ往復移動可能に支持されている。上ガイドレール３０ａ及び下ガイドレール３０ｂによって、第１電極２１及び第２電極２２の各々の移動中、第１電極２１と第２電極２２間の間隔はほぼ一定に維持される。   The power generation device 75 includes a frame 30 including a fixed structure 3a, an upper guide rail 30a, and a lower guide rail 30b. The first substrate 21a on which the first electrode 21 is formed and the second substrate 22a on which the second electrode 22 is formed are supported by the upper guide rail 30a and the lower guide rail 30b so as to reciprocate only along the X axis. Yes. The distance between the first electrode 21 and the second electrode 22 is maintained substantially constant during the movement of each of the first electrode 21 and the second electrode 22 by the upper guide rail 30a and the lower guide rail 30b.

第１電極２１または第２電極２２は、エレクトレット膜によって覆われている。エレクトレット膜として使用可能な電荷保持材料は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンジフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、及びポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）のような高分子電荷保持材料、あるいはシリコン酸化物（ＳｉＯ２）及びシリコン窒化物（ＳｉＮ）のような無機電荷保持材料である。 The first electrode 21 or the second electrode 22 is covered with an electret film. Examples of the charge holding material that can be used as the electret film include polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polytetrafluoroethylene (PTFE), and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl. Vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene difluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) ), chlorotrifluoroethylene - ethylene copolymer (ECTFE), and polymeric charge retaining material such as polyvinyl fluoride (PVF) or silicon oxide, (SiO 2) and Shi An inorganic charge retaining material such as con nitride (SiN).

第１電極２１および第２電極２２は互いに同じ形状を有することができる。図５（ａ）の例では、第１電極２１および第２電極２２の各々は、櫛形状であり、Ｘ軸方向に延びる共通配線２２ｄと、共通配線２２ｄからＹ軸方向に沿って直線的に延びる、細分化された複数のストリップ２２ｅとを有する。図５（ｂ）の例では、各ストリップ２２ｅは波状である。第１電極２１のストリップの幅は、第２電極２２のストリップの幅と同じであってもよく、異なっていてもよい。各電極において、全てのストリップ２２ｅの幅は一定であることが好ましい。   The first electrode 21 and the second electrode 22 may have the same shape. In the example of FIG. 5A, each of the first electrode 21 and the second electrode 22 has a comb shape, and linearly extends along the Y-axis direction from the common wiring 22d and the common wiring 22d extending in the X-axis direction. A plurality of subdivided strips 22e extending. In the example of FIG. 5B, each strip 22e is wavy. The width of the strip of the first electrode 21 may be the same as or different from the width of the strip of the second electrode 22. In each electrode, the width of all the strips 22e is preferably constant.

第１基板２１ａは２つのバネ駆動体６ａを介して固定構造体３ａと弾性的に連結されている。バネ駆動体６ａの弾性により第１基板２１ａはＸ軸に沿って運動後、中立位置に戻る。   The first substrate 21a is elastically connected to the fixed structure 3a through two spring driving bodies 6a. The first substrate 21a returns to the neutral position after moving along the X axis due to the elasticity of the spring driver 6a.

屈曲レバー２５ａは、Ｚ軸に沿って延びる支軸２５ｂによってフレーム３０に対して揺動可能に支持されている。Ｙ可動錘２３は、屈曲レバー２５ａの第１端に取り付けられている。屈曲レバー２５ａの第２端は、リンク２５ｃを介して第２基板２２ａに連結されている。屈曲レバー２５ａは、バネ駆動体６ｃを介して下ガイドレール３０ｂに対して弾性的に接続されている。バネ駆動体６ｃにより屈曲レバー２５ａはＹ軸に沿って運動後、中立位置に戻る。   The bending lever 25a is supported so as to be swingable with respect to the frame 30 by a support shaft 25b extending along the Z axis. The Y movable weight 23 is attached to the first end of the bending lever 25a. A second end of the bending lever 25a is connected to the second substrate 22a via a link 25c. The bending lever 25a is elastically connected to the lower guide rail 30b via the spring driving body 6c. The bending lever 25a is moved along the Y axis by the spring driving body 6c, and then returns to the neutral position.

屈曲レバー２５ａの第１端がＹ軸に沿って移動したとき、屈曲レバー２６ａの第２端はＸ軸に沿って移動する。リンク２５ｃは、屈曲レバー２５ａの第２端のＸ軸に沿った移動を、第２基板２２ａに伝達する。このようにして、Ｙ可動錘２３がＹ軸に沿って移動したときに、第２基板２２ａはＸ軸に沿って移動する。Ｙ可動錘２３は第１振動感応錘として機能し、屈曲レバー２５ａ及びリンク２５ｃは第１伝達機構として機能する。   When the first end of the bending lever 25a moves along the Y axis, the second end of the bending lever 26a moves along the X axis. The link 25c transmits the movement of the second end of the bending lever 25a along the X axis to the second substrate 22a. In this way, when the Y movable weight 23 moves along the Y axis, the second substrate 22a moves along the X axis. The Y movable weight 23 functions as a first vibration sensitive weight, and the bending lever 25a and the link 25c function as a first transmission mechanism.

屈曲レバー２６ａは、Ｙ軸に沿って延びる支軸２６ｂによってフレーム３０に対して揺動可能に支持されている。Ｚ可動錘２４は、屈曲レバー２６ａの第１端に取り付けられている。屈曲レバー２６ａの第２端は、第２基板２２ａに形成されたラッチ２２ｂに対して接離可能である。屈曲レバー２６ａの第１端がＺ軸に沿って移動したとき、屈曲レバー２６ａの第２端はＸ軸に沿って移動する。従って、Ｚ可動錘２４がＺ軸に沿って移動したとき、屈曲レバー２６ａの第１端がラッチ２２ｂと係合し、ラッチ２２ｂをＸ軸に沿って押
圧する。この押圧により、第２基板２２aはＸ軸に沿って移動する。Ｚ可動錘２４は第２振動感応錘として機能し、屈曲レバー２６ａは第２伝達機構として機能する。固定構造体３ａ、バネ駆動体６ａ、フレーム３０、屈曲レバー２５ａ、２６ａ、リンク２５ｃ、２６ｃは、支持構造として機能する。 The bending lever 26a is supported so as to be swingable with respect to the frame 30 by a support shaft 26b extending along the Y axis. The Z movable weight 24 is attached to the first end of the bending lever 26a. The second end of the bending lever 26a can be brought into contact with and separated from the latch 22b formed on the second substrate 22a. When the first end of the bending lever 26a moves along the Z axis, the second end of the bending lever 26a moves along the X axis. Therefore, when the Z movable weight 24 moves along the Z axis, the first end of the bending lever 26a engages with the latch 22b, and presses the latch 22b along the X axis. By this pressing, the second substrate 22a moves along the X axis. The Z movable weight 24 functions as a second vibration sensitive weight, and the bending lever 26a functions as a second transmission mechanism. The fixed structure 3a, the spring driving body 6a, the frame 30, the bending levers 25a and 26a, and the links 25c and 26c function as a support structure.

図２の発電装置７５の作用を説明する。   The operation of the power generation device 75 in FIG. 2 will be described.

発電装置７５がＸ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動を受けたとき、第１基板２１ａ及び第１電極２１はＸ軸に沿って移動する。この移動に伴って、第１電極２１と第２電極２２との重なり面積が変化する。従って、発電装置７５はＸ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動を利用して発電することができる。   When the power generation device 75 receives external vibrations in directions other than the direction orthogonal to the X-axis direction, the first substrate 21a and the first electrode 21 move along the X-axis. With this movement, the overlapping area of the first electrode 21 and the second electrode 22 changes. Therefore, the power generation device 75 can generate power using external vibrations in directions other than the direction orthogonal to the X-axis direction.

発電装置７５がＹ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動を受けたとき、Ｙ可動錘２３はＹ軸に沿って移動する。屈曲レバー２５ａは、Ｙ可動錘２３のＹ軸に沿った移動を、Ｘ軸に沿った移動に変換して、第２基板２２ａに伝達する。第２基板２２ａの移動に伴って、第１電極２１と第２電極２２との重なり面積が変化する。従って、発電装置７５はＹ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動を利用して発電することができる。   When the power generation device 75 receives external vibration in a direction other than the direction orthogonal to the Y-axis direction, the Y movable weight 23 moves along the Y-axis. The bending lever 25a converts the movement of the Y movable weight 23 along the Y axis into movement along the X axis and transmits the movement to the second substrate 22a. As the second substrate 22a moves, the overlapping area of the first electrode 21 and the second electrode 22 changes. Therefore, the power generation device 75 can generate power using external vibrations in directions other than the direction orthogonal to the Y-axis direction.

発電装置７５がＺ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動を受けたとき、Ｚ可動錘２４はＺ軸に沿って移動する。屈曲レバー２６ａは、Ｚ可動錘２４のＺ軸に沿った移動を、Ｘ軸に沿った移動に変換して、第２基板２２ａに伝達する。第２基板２２ａの移動に伴って、第１電極２１と第２電極２２との重なり面積が変化する。従って、発電装置７５はＺ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動を利用して発電することができる。   When the power generation device 75 receives external vibration in a direction other than the direction orthogonal to the Z-axis direction, the Z movable weight 24 moves along the Z axis. The bending lever 26a converts the movement of the Z movable weight 24 along the Z axis into the movement along the X axis and transmits the movement to the second substrate 22a. As the second substrate 22a moves, the overlapping area of the first electrode 21 and the second electrode 22 changes. Therefore, the power generation device 75 can generate power using external vibration in a direction other than the direction orthogonal to the Z-axis direction.

発電装置７５が斜め方向の外部振動を受けた場合、第１基板２１ａ、Ｙ可動錘２３及びＺ可動錘２４のうちの２つまたは３つが移動する。上記したように、第１基板２１ａ、Ｙ可動錘２３及びＺ可動錘２４のうちの２つまたは３つの移動によって、第１電極２１と第２電極２２との重なり面積が変化する。従って、発電装置７５は斜め向の外部振動を利用して発電することができる。   When the power generation device 75 receives oblique external vibration, two or three of the first substrate 21a, the Y movable weight 23, and the Z movable weight 24 move. As described above, the overlapping area of the first electrode 21 and the second electrode 22 is changed by the movement of two or three of the first substrate 21a, the Y movable weight 23, and the Z movable weight 24. Therefore, the power generation device 75 can generate power using oblique external vibration.

このように、Ｘ可動錘として機能する第１基板２１ａ及び第１電極２１と、Ｚ可動錘２４と、Ｙ可動錘２３とを組み合わせることにより、発電装置７５はあらゆる方向の外部振動を利用して、発電することができる。   Thus, by combining the first substrate 21 a and the first electrode 21 that function as the X movable weight, the Z movable weight 24, and the Y movable weight 23, the power generation device 75 uses external vibrations in all directions. Can generate electricity.

また、複数の方向の振動によって第１電極２１または第２電極２２が移動するので、複数の方向の外部振動の加算運動量を、発電に利用することができる。   Moreover, since the 1st electrode 21 or the 2nd electrode 22 moves by the vibration of a some direction, the addition momentum of the external vibration of a some direction can be utilized for electric power generation.

従来の発電装置（図１７参照）の場合、３方向の外部振動を利用して発電するためには、３つの発電装置が必要であった。しかし、本実施形態の発電装置を用いれば、一つの発電装置により、多方向の外部振動を利用して発電することができる。この場合、発電装置数を削減することで発電ユニットの簡素化及び小型化を図ることができる。   In the case of a conventional power generator (see FIG. 17), three power generators are required to generate power using external vibrations in three directions. However, if the power generation device of the present embodiment is used, it is possible to generate power using a single power generation device by utilizing multidirectional external vibration. In this case, the power generation unit can be simplified and downsized by reducing the number of power generation devices.

本実施形態の発電装置７５は以下のように変更してもよい。   You may change the electric power generating apparatus 75 of this embodiment as follows.

第１電極２１と第２電極２２の同方向移動を低減あるいは禁止するための制限機構を設けてもよい。例えば、図６には、制限機構の例として、第１基板２１ａに一体的に移動可能に取り付けられたストッパ２９が示されている。図７に示すように、ストッパ２９は、第１電極２１（第１基板２１ａ）が右方向に移動したときに、屈曲レバー２５ａの一部に接近あるいは当接する。この状態で、Ｙ可動錘２３が上向きに移動しようとしても、ストッパ２９が屈曲レバー２５ａの一部と当接するので、Ｙ可動錘２３の上向き移動は制限される。第１電極２１が右方向に移動したときに、第２電極２２が右方向への移動するのが禁止される。ストッパ２９は、発電装置７５が様々な方向の外部振動を同時に受けたときであっても、第１電極２１と第２電極２２との相対移動速度がゼロになるのを禁止して、
第１電極２１と第２電極２２との重なり面積が変化しないという状況を回避することができる。従って、発電装置７５は効率的に発電することができる。 A limiting mechanism for reducing or prohibiting the movement of the first electrode 21 and the second electrode 22 in the same direction may be provided. For example, FIG. 6 shows a stopper 29 attached to the first substrate 21a so as to be movable integrally as an example of the limiting mechanism. As shown in FIG. 7, when the first electrode 21 (first substrate 21a) moves in the right direction, the stopper 29 approaches or contacts a part of the bending lever 25a. In this state, even if the Y movable weight 23 tries to move upward, the upward movement of the Y movable weight 23 is restricted because the stopper 29 comes into contact with a part of the bending lever 25a. When the first electrode 21 moves in the right direction, the second electrode 22 is prohibited from moving in the right direction. The stopper 29 prohibits the relative movement speed between the first electrode 21 and the second electrode 22 from becoming zero even when the power generation device 75 receives external vibrations in various directions at the same time.
The situation where the overlapping area of the first electrode 21 and the second electrode 22 does not change can be avoided. Therefore, the power generator 75 can generate power efficiently.

第１伝達機構２５及び第２伝達機構２６の両方が第１電極２１に接続されて、第２電極２２は不動であってもよい。この場合、第１電極２１は、外部振動を受けて、Ｘ軸に沿って移動する。従って、発電装置はあらゆる方向の外部振動を受けて、発電することができる。   Both the first transmission mechanism 25 and the second transmission mechanism 26 may be connected to the first electrode 21, and the second electrode 22 may be stationary. In this case, the first electrode 21 moves along the X axis in response to external vibration. Therefore, the power generation device can generate power by receiving external vibrations in all directions.

第１伝達機構２５及び第２伝達機構２６が第１電極２１及び第２電極２２にそれぞれ接続されていてもよい。この場合、第１電極２１は、Ｘ軸、Ｚ軸の両方に直交する方向を除く方向の外部振動を受けて、Ｘ軸に沿って移動し、第２電極２２は、Ｙ軸方向に直交する方向を除く方向の外部振動を受けて、Ｘ軸に沿って移動する。従って、発電装置はあらゆる方向の外部振動を受けて、発電することができる。   The first transmission mechanism 25 and the second transmission mechanism 26 may be connected to the first electrode 21 and the second electrode 22, respectively. In this case, the first electrode 21 is moved along the X axis in response to external vibration in a direction excluding the direction orthogonal to both the X axis and the Z axis, and the second electrode 22 is orthogonal to the Y axis direction. It moves along the X axis in response to external vibrations in directions other than the direction. Therefore, the power generation device can generate power by receiving external vibrations in all directions.

本実施形態において、Ｙ軸（第２軸）は、Ｘ軸（第１軸）に対して所定の角度で交差していてもよい。例えば、Ｙ軸（第２軸）は、Ｘ軸（第１軸）に対して直交していてもよく、９０度以外の角度で傾斜していてもよい。Ｚ軸（第３軸）は、Ｘ軸（第１軸）及びＹ軸（第２軸）の各々に対して所定の角度で交差していてもよい。例えば、Ｚ軸（第３軸）は、Ｘ軸（第１軸）及びＹ軸（第２軸）の各々に対して直交していてもよく、９０度以外の角度で傾斜していてもよい。   In the present embodiment, the Y axis (second axis) may intersect the X axis (first axis) at a predetermined angle. For example, the Y axis (second axis) may be orthogonal to the X axis (first axis), and may be inclined at an angle other than 90 degrees. The Z axis (third axis) may intersect each of the X axis (first axis) and the Y axis (second axis) at a predetermined angle. For example, the Z axis (third axis) may be orthogonal to each of the X axis (first axis) and the Y axis (second axis), and may be inclined at an angle other than 90 degrees. .

本実施形態において、２つの対向する電極の間隔は、電極が静止しているときと、電極が移動しているときとで同じであってもよく、異なっていてもよい。   In the present embodiment, the distance between two opposing electrodes may be the same or different when the electrode is stationary and when the electrode is moving.

次に、本発明の発電装置の使用例を説明する。本発明の発電装置は、電気機器に組み込まれて、その電気機器の一部又は全てを作動させる電力を生成することができる。一例では、本発明の発電装置は、外部振動を受ける電気機器に組み込むことができ、その電気機器を動作電力自給式（self-sufficiency）にすることができる。第１〜第６実施例では、無線装置、特に車両関連の無線装置への使用例を説明する。   Next, a usage example of the power generator of the present invention will be described. The power generator of the present invention can be incorporated into an electric device and generate electric power that operates part or all of the electric device. In one example, the power generator of the present invention can be incorporated in an electric device that receives external vibration, and the electric device can be self-sufficiency operating. In the first to sixth embodiments, usage examples for a wireless device, particularly a vehicle-related wireless device will be described.

（第１実施例）
図８を参照して、本発明の発電装置を備えた電気機器の一例（例えば、送信装置）を説明する。本発明の発電装置は、タイヤまたはタイヤホイールに装着される送信装置であって、タイヤ空気圧、タイヤ内温度、タイヤ内加速度、タイヤ振動、タイヤ回転速度、車外光量、車両振動、及び車外温度の少なくとも一つを感知し、感知結果を無線出力する送信装置内に配置される。図８は、タイヤ空気圧を感知し、感知結果を無線出力するタイヤ空気圧センサー１００のブロック図である。 (First embodiment)
With reference to FIG. 8, an example (for example, transmission apparatus) of the electric equipment provided with the electric power generating apparatus of this invention is demonstrated. The power generation device of the present invention is a transmission device attached to a tire or a tire wheel, and includes at least tire pressure, tire temperature, tire acceleration, tire vibration, tire rotation speed, vehicle exterior light quantity, vehicle vibration, and vehicle exterior temperature. It is arranged in a transmitter that senses one and outputs the sensing result wirelessly. FIG. 8 is a block diagram of a tire pressure sensor 100 that senses tire pressure and outputs the detection result wirelessly.

タイヤ空気圧センサー１００は、タイヤ空気圧を検出し、センサー信号を生成する圧力センサー１０１と、圧力センサー１０１から供給されたセンサー信号を処理し、タイヤ空気圧の情報信号を生成する処理部１０２と、処理部１０２から供給されたタイヤ空気圧の情報信号を車体に配置された受信部に送信する送信部１０３と、圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３のうちの少なくとも一つを作動させるための電力を生成する発電部１０７とで構成されている。発電部１０７には、上記実施形態で説明した発電装置７５が一つ又は複数個設けられている。   The tire air pressure sensor 100 detects a tire air pressure, generates a sensor signal, a processing unit 102 that processes the sensor signal supplied from the pressure sensor 101 and generates a tire air pressure information signal, and a processing unit Power for operating at least one of the transmitting unit 103 that transmits the tire air pressure information signal supplied from the transmitting unit 103 to the receiving unit disposed on the vehicle body, and the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmitting unit 103 It is comprised with the electric power generation part 107 which produces | generates. The power generation unit 107 is provided with one or a plurality of power generation devices 75 described in the above embodiment.

圧力センサー１０１は、タイヤ空気圧を検出し、検出した空気圧が正常な場合と、異常な場合（低空気圧）とで異なる信号を出力する。処理部１０２は、圧力センサー１０１の出力を変調された信号に変換するための処理を行う。送信部１０３は、変調信号をアンテナから電磁波で車体に配置された受信部（図１４参照）に送信する。発電部１０７は、外部振動を吸収し、それを電気エネルギーに変換して発電を行い、生成した電力を圧力セン
サー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３に供給する。 The pressure sensor 101 detects tire air pressure, and outputs different signals depending on whether the detected air pressure is normal or abnormal (low air pressure). The processing unit 102 performs processing for converting the output of the pressure sensor 101 into a modulated signal. The transmitter 103 transmits the modulated signal from the antenna to the receiver (see FIG. 14) arranged on the vehicle body by electromagnetic waves. The power generation unit 107 absorbs external vibration, converts it into electrical energy, generates power, and supplies the generated power to the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmission unit 103.

発電部１０７には、キャパシタのような電圧安定化素子や、ＤＣ−ＤＣコンバータ及びレギュレータのような電圧変換回路を設けることができる。一つの電圧安定化素子及び／または一つの電圧変換回路が発電部１０７に設けられてもよく、発電装置毎に一つの電圧安定化素子及び／または一つの電圧変換回路を設けてもよい。   The power generation unit 107 can be provided with a voltage stabilizing element such as a capacitor, and a voltage conversion circuit such as a DC-DC converter and a regulator. One voltage stabilization element and / or one voltage conversion circuit may be provided in the power generation unit 107, and one voltage stabilization element and / or one voltage conversion circuit may be provided for each power generation device.

次に、タイヤ空気圧センサー１００の動作について説明する。   Next, the operation of the tire pressure sensor 100 will be described.

車の走行が開始すると、振動が発生する。発電部１０７は、車の走行中にタイヤに加わる振動エネルギーを電気エネルギーに変換することによって発電を行う。発電部１０７により発電した電力が圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３に供給される。電圧の供給を受けて圧力センサー１０１がタイヤ空気圧の状態に応じた信号を処理部１０２に伝達する。例えば、タイヤ空気圧が予め設定された範囲内か範囲外かを検知し、その範囲内である場合には正常であることを示す信号、その範囲外である場合には異常であることを示す信号を処理部１０２に伝達する。処理部１０２は圧力センサー１０１から伝達される信号に対して処理を加え、電磁波で送信するための変調信号に変換し、変調信号を一定の周期で送信部１０３に送信する。送信部１０３は処理部１０２から送られてきた変調信号を受け取り、アンテナから電磁波を放射する。放射された電磁波は、車体に配置された受信部（図示せず）で受け取られ、その受信部が変調信号を復調することで、タイヤ空気圧の状態を表す信号に変換される。この信号を例えば、車両を全体的にもしくは部分的に制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）が空気圧の状態として受け取るとともに処理を行い、警報の出力制御等を実行する。   When the car starts running, vibrations are generated. The power generation unit 107 generates power by converting vibration energy applied to the tires while the vehicle is running into electric energy. Electric power generated by the power generation unit 107 is supplied to the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmission unit 103. In response to the voltage supply, the pressure sensor 101 transmits a signal corresponding to the tire pressure state to the processing unit 102. For example, it is detected whether the tire pressure is within a preset range or outside the range, and if it is within the range, a signal indicating that it is normal, and if it is outside the range, a signal indicating that it is abnormal Is transmitted to the processing unit 102. The processing unit 102 performs processing on the signal transmitted from the pressure sensor 101, converts the signal into a modulation signal for transmission by electromagnetic waves, and transmits the modulation signal to the transmission unit 103 at a constant period. The transmission unit 103 receives the modulation signal transmitted from the processing unit 102 and radiates electromagnetic waves from the antenna. The radiated electromagnetic wave is received by a receiving unit (not shown) disposed on the vehicle body, and the receiving unit demodulates the modulation signal to convert it into a signal representing the tire pressure state. For example, an ECU (Electronic Control Unit) that controls the vehicle as a whole or a part of the vehicle receives the signal as a state of air pressure and performs processing to execute alarm output control and the like.

第１実施例において、タイヤ空気圧センサー１００は本発明の「電気機器」または「通信装置」、圧力センサー１０１、処理部１０２または送信部１０３は本発明の「電子部品」、圧力センサー１０１は本発明の「センサー部」、処理部１０２は本発明の「処理部」、送信部１０３は本発明の「送信部」のそれぞれ一例である。   In the first embodiment, the tire pressure sensor 100 is the “electrical device” or “communication device” of the present invention, the pressure sensor 101, the processing unit 102 or the transmission unit 103 is the “electronic component” of the present invention, and the pressure sensor 101 is the present invention. The “sensor unit”, the processing unit 102 are examples of the “processing unit” of the present invention, and the transmission unit 103 is an example of the “transmission unit” of the present invention.

第１実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the first embodiment, the following effects can be obtained.

（１）多方向の外部振動を吸収して、電気エネルギーを生成する発電装置７５が発電部１０７に設けられているため、タイヤの振動を利用して、送信装置を安定にかつ長期間にわたって動作させることができる。   (1) Since the power generation unit 75 that absorbs external vibrations in multiple directions and generates electrical energy is provided in the power generation unit 107, the transmission device can be operated stably over a long period of time using the vibration of the tire. Can be made.

（２）発電部１０７が、多方向の外部振動を吸収して、電気エネルギーを生成する発電装置７５を備えているため、あらゆる方向の外部振動を余すところ無く吸収して効率的に発電を行うことができ、送信装置の安定した動作を可能とする。また、ランダムな方向の振動の発生により発電効率が低下することを防止でき、発電効率の低下による送信装置の誤作動も防止できる。   (2) Since the power generation unit 107 includes a power generation device 75 that absorbs external vibrations in multiple directions and generates electrical energy, it efficiently generates power by absorbing all external vibrations in all directions. Therefore, stable operation of the transmission device is possible. Further, it is possible to prevent the power generation efficiency from being lowered due to the occurrence of vibrations in a random direction, and it is possible to prevent malfunction of the transmission device due to the reduction in power generation efficiency.

（３）発電部１０７に対して単一のキャパシタ及び電圧変換回路で構成可能であるため、送信装置全体の簡素化及び生産コストの削減を図ることができる。   (3) Since the power generation unit 107 can be configured with a single capacitor and a voltage conversion circuit, the entire transmission device can be simplified and the production cost can be reduced.

（４）一般に用いられる従来の電池駆動のタイヤ空気圧センサーでは不可避であった、電池を交換するための定期的なメンテナンスが不要となる。また、電力残量を気にする必要が無いのでセンサー部による感知結果をＥＣＵ等に送信する間隔を短縮し、感知データの送信頻度を高めることが可能となり、よりリアルタイムにセンサー部の状態をＥＣＵ等が認識することできる。   (4) Periodic maintenance for battery replacement, which is inevitable with conventional battery-driven tire pressure sensors that are generally used, becomes unnecessary. In addition, since there is no need to worry about the remaining amount of power, it is possible to reduce the interval at which the sensing result of the sensor unit is transmitted to the ECU, etc., and to increase the frequency of sensing data transmission, and to change the state of the sensor unit in real time. Etc. can be recognized.

（５）従来の１方向タイプの発電装置（図１７参照）を用いて３方向の外部振動を発電に利用する場合、３つの１方向タイプの発電装置を発電部１０７に設ける必要がある。これに対して、本実施形態の発電装置７５を発電部１０７に設けた場合、１つの発電装置７
５のみで、あらゆる方向の外部振動を発電に利用することができる。発電部１０７内の発電装置の数を削減できるため、送信装置の小型化及び配線の簡易化が比較的容易である。 (5) When three-way external vibration is used for power generation using a conventional one-way type power generation device (see FIG. 17), it is necessary to provide three power generation units 107 in the power generation unit 107. On the other hand, when the power generation device 75 of this embodiment is provided in the power generation unit 107, one power generation device 7 is provided.
With only 5, external vibrations in all directions can be used for power generation. Since the number of power generation devices in the power generation unit 107 can be reduced, it is relatively easy to reduce the size of the transmission device and simplify the wiring.

（第２実施例）
下記第２〜第９実施例において、第１実施例と同様の構造については、同一符号を付すと共にその詳細な説明を省略する。図９を参照して、本発明の発電装置を使用したタイヤ空気圧センサー２００を説明する。タイヤ空気圧センサー２００は、電圧検知部１１２を除き、図８のタイヤ空気圧センサー１００と同じである。 (Second embodiment)
In the following second to ninth embodiments, the same structure as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and detailed description thereof is omitted. With reference to FIG. 9, a tire pressure sensor 200 using the power generator of the present invention will be described. The tire pressure sensor 200 is the same as the tire pressure sensor 100 of FIG.

タイヤ空気圧センサー２００は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサー１０１と、圧力センサー１０１から受信するセンサー信号を処理する処理部１０２と、処理部１０２で処理されたタイヤ空気圧の情報を車体に配置された受信部に送信する送信部１０３と、圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３のうちの少なくとも一つを作動させるための電力を生成する発電部１０７と、発電部１０７の電圧値を検知して送信部に検知内容を伝達する電圧検知部１１２とで構成されている。発電部１０７には、上記実施形態で説明した多方向の外部振動を吸収して、電気エネルギーを生成する発電装置７５が一つ又は複数個設けられている。   The tire pressure sensor 200 includes a pressure sensor 101 that detects tire pressure, a processing unit 102 that processes a sensor signal received from the pressure sensor 101, and a tire pressure information processed by the processing unit 102 that is disposed on the vehicle body. A power generation unit 107 that generates power for operating at least one of the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmission unit 103, and a voltage value of the power generation unit 107. And a voltage detection unit 112 that transmits detection contents to the transmission unit. The power generation unit 107 is provided with one or a plurality of power generation devices 75 that generate electrical energy by absorbing the multidirectional external vibration described in the above embodiment.

電圧検知部１１２は、発電部１０７で発電した電圧の電圧値をモニターし、モニターした電圧値が所定の範囲内か範囲外かを判定し、判定結果を送信部１０３に伝達する。モニターした電圧値が所定の範囲外にある場合には、発電部１０７によって駆動される圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３が動作異常をきたし、圧力センサー１０１の空気圧感知結果が正常である場合にも異常と判断するという誤動作が発生する可能性がある。この場合、電圧検知部１１２は、発電部１０７の電圧値が異常であることを送信部１０３へ伝達する。   The voltage detection unit 112 monitors the voltage value of the voltage generated by the power generation unit 107, determines whether the monitored voltage value is within a predetermined range or out of the range, and transmits the determination result to the transmission unit 103. If the monitored voltage value is outside the predetermined range, the pressure sensor 101 driven by the power generation unit 107, the processing unit 102, and the transmission unit 103 have malfunctioned, and the air pressure detection result of the pressure sensor 101 is normal. In some cases, a malfunction may be generated in which it is determined that there is an abnormality. In this case, the voltage detection unit 112 notifies the transmission unit 103 that the voltage value of the power generation unit 107 is abnormal.

第２実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the second embodiment, the following effects can be obtained.

（５）外部振動が乏しい環境において、発電部１０７により発電した電圧値が、タイヤ空気圧センサー２００に含まれる圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３の何れか少なくとも一つが正常に作動せず、誤動作が発生する恐れのある電圧値まで低下した場合に、その状態を検知することが可能となる。そして、その検知情報を送信部１０３に伝達し、車体に配置されたＥＣＵに送信することで、ＥＣＵが誤った処理を行うことを防止することが可能となる。   (5) In an environment where external vibration is scarce, at least one of the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmission unit 103 included in the tire pressure sensor 200 does not operate normally when the voltage value generated by the power generation unit 107 is In the case where the voltage value is likely to cause malfunction, the state can be detected. Then, by transmitting the detection information to the transmission unit 103 and transmitting it to the ECU disposed on the vehicle body, it is possible to prevent the ECU from performing an erroneous process.

（第３実施例）
図１０を参照して、本発明の発電装置を使用したタイヤ空気圧センサー３００を説明する。図１０のタイヤ空気圧センサー３００は、圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３の各々と、発電部１０７との間に接続された電源切替部１１３を備えている。 (Third embodiment)
With reference to FIG. 10, a tire pressure sensor 300 using the power generator of the present invention will be described. The tire pressure sensor 300 of FIG. 10 includes a power supply switching unit 113 connected between each of the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmission unit 103 and the power generation unit 107.

タイヤ空気圧センサー３００は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサー１０１と、圧力センサー１０１から受信するセンサー信号を処理する処理部１０２と、処理部１０２で処理されたタイヤ空気圧の情報を車体に配置された受信部に送信する送信部１０３と、圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３のうちの少なくとも一つを作動させるための電力を生成する発電部１０７と、発電部１０７での発電電圧を圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３へ選択的に供給する電源切替部１１３とで構成されている。発電部１０７には、上記実施形態で説明した多方向の外部振動を吸収して、電気エネルギーを生成する発電装置７５が一つ又は複数個設けられている。   The tire pressure sensor 300 includes a pressure sensor 101 that detects tire pressure, a processing unit 102 that processes a sensor signal received from the pressure sensor 101, and a tire pressure information processed by the processing unit 102 that is disposed on the vehicle body. The power generation unit 107 that generates power for operating at least one of the transmission unit 103, the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmission unit 103, and the generated voltage in the power generation unit 107 A sensor 101, a processing unit 102, and a power supply switching unit 113 that selectively supplies the transmission unit 103 are configured. The power generation unit 107 is provided with one or a plurality of power generation devices 75 that generate electrical energy by absorbing the multidirectional external vibration described in the above embodiment.

電源切替部１１３は、自動車の移動により発電部１０７での発電動作が生じた場合、発
電部１０７と、圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３を電気的に接続する。また、発電部１０７が発電動作に入っていない場合、圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３と発電部１０７とを電気的に分離し、例えば、ＶＳＳと接続することによって接地する。発電動作が再び生じた場合、ＶＳＳ接地を切り離して発電部１０７と電気的に接続する。また自動車が停止（タイマーにより一定時間以上停止した場合としてもよい）した場合には、再度発電部１０７と、圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３とを電気的に分離する。 The power supply switching unit 113 electrically connects the power generation unit 107, the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmission unit 103 when a power generation operation is performed in the power generation unit 107 due to the movement of the automobile. Further, when the power generation unit 107 is not in the power generation operation, the pressure sensor 101, the processing unit 102, the transmission unit 103, and the power generation unit 107 are electrically separated and grounded by connecting to, for example, VSS. When the power generation operation occurs again, the VSS grounding is disconnected and the power generation unit 107 is electrically connected. When the automobile stops (may be stopped for a certain time or longer by a timer), the power generation unit 107, the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmission unit 103 are electrically separated again.

第３実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the third embodiment, the following effects can be obtained.

（６）タイヤ空気圧センサー３００の作動が必要なときのみ通電が行われるよう制御することが可能となり、タイヤ空気圧センサー３００の耐久性（寿命）向上を図ることができる。   (6) It is possible to perform control so that energization is performed only when the tire pressure sensor 300 needs to be operated, and durability (life) of the tire pressure sensor 300 can be improved.

（第４実施例）
図１１を参照して、本発明の発電装置を使用したタイヤ空気圧センサー４００を説明する。図１１に示すように、タイヤ空気圧センサー４００は、タイヤ空気圧を検出する圧力センサー１０１と、圧力センサー１０１から受信するセンサー信号を処理する処理部１０２と、処理部１０２で処理されたタイヤ空気圧の情報を車体に配置された受信部に送信する送信部１０３と、圧力センサー１０１、処理部１０２、及び送信部１０３のうちの少なくとも一つを作動させるための電力を供給する発電部１０７と、発電部１０７の発電の周期情報を送信部１０３に出力する周期取出し部１１４とで構成されている。発電部１０７には、上記実施形態で説明した多方向の外部振動を吸収して、電気エネルギーを生成する発電装置７５が一つ又は複数個設けられている。周期取出し部１１４は、検出した周期情報を処理部１０２に供給しても良い。 (Fourth embodiment)
With reference to FIG. 11, a tire pressure sensor 400 using the power generator of the present invention will be described. As shown in FIG. 11, the tire pressure sensor 400 includes a pressure sensor 101 that detects tire pressure, a processing unit 102 that processes a sensor signal received from the pressure sensor 101, and tire pressure information processed by the processing unit 102. A power transmission unit 103 that transmits power to at least one of the pressure sensor 101, the processing unit 102, and the transmission unit 103, and a power generation unit. The cycle extraction unit 114 outputs the power generation cycle information 107 to the transmission unit 103. The power generation unit 107 is provided with one or a plurality of power generation devices 75 that generate electrical energy by absorbing the multidirectional external vibration described in the above embodiment. The cycle extraction unit 114 may supply the detected cycle information to the processing unit 102.

周期取出し部１１４は、発電部１０７による発電の周期情報を取り出して送信部１０３又は処理部１０２に供給する。発電部１０７は車両のタイヤホイールに取り付けられている。タイヤが回転して地面に達したときにタイヤが歪むことで振動が発生する。発電部１０７はその発電部１０７に近いタイヤ部分の歪みによって生じた振動を利用して発電する。よってタイヤが１回転する毎に発電するので、発電周期がタイヤの回転周期を表す。この発電周期の情報を周期取出し部１１４が検知し、変調して送信部１０３に伝達することで、送信部１０３が車体に配置された受信部に電磁波で送信、ＥＣＵでのタイヤの回転速度の認識が可能となる。また、周期取出し部１１４が検知した発電周期の情報を処理部１０２に伝達し、処理部１０２が変調信号に変換して送信部１０３に伝達するようにしても良い。   The cycle extraction unit 114 extracts the cycle information of the power generation by the power generation unit 107 and supplies it to the transmission unit 103 or the processing unit 102. The power generation unit 107 is attached to the tire wheel of the vehicle. When the tire rotates and reaches the ground, the tire is distorted to generate vibration. The power generation unit 107 generates power using vibration generated by distortion of the tire portion near the power generation unit 107. Therefore, since the power is generated every time the tire rotates once, the power generation cycle represents the rotation cycle of the tire. The period extraction unit 114 detects, modulates and transmits the information on the power generation cycle to the transmission unit 103, so that the transmission unit 103 transmits the electromagnetic wave to the reception unit disposed on the vehicle body, and the tire rotation speed in the ECU. Recognition is possible. Further, the information on the power generation cycle detected by the cycle extraction unit 114 may be transmitted to the processing unit 102, and the processing unit 102 may convert the modulation signal into a modulation signal and transmit it to the transmission unit 103.

第４実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the fourth embodiment, the following effects can be obtained.

（７）発電の周期となるタイヤの回転周期を情報として取り出し、その情報に対して簡単な演算を処理部１０２もしくは車体に配置されたＥＣＵで行うことで車の速度をモニターすることができる。これによって従来では車体に配置する必要のあった車速センサーを無くして生産コストの低減を図ることができる。   (7) The speed of the vehicle can be monitored by taking out the rotation cycle of the tire, which is the cycle of power generation, as information and performing a simple calculation on the information by the processing unit 102 or the ECU disposed on the vehicle body. As a result, it is possible to reduce the production cost by eliminating the vehicle speed sensor that has conventionally been required to be disposed on the vehicle body.

第１乃至第４実施例の各々における、圧力センサー１０１は、タイヤ空気圧に限らず、排気圧、大気圧、及び／または着座圧を感知してもよい。圧力センサー１０１は、車内音、車外音、エンジン音、タイヤ音、及び／または人の声を感知する音センサー；タイヤ内温度、車両内温度、車両外温度、エンジン温度、バッテリー温度、ラジエター温度、排気温度、モーター温度、及び／または車両外装温度を感知する熱センサー；車外光量、車内光量、及び／または前照灯光量を感知する光センサー；タイヤ内加速度、ドア開閉、ワイパー動作、シート移動、及び／またはステアリングホイール操作を感知する運動量センサー；タイヤ振動、車両振動、ドア振動、フレーム振動、及び／またはシート振動を感知す
る振動センサー；タイヤ回転速度、エンジン回転速度、及び／またはモーター回転速度を感知する回転速度センサー；及び／又は車外電波、及び／または車内電磁波を感知する電磁波センサーであってもよい。 The pressure sensor 101 in each of the first to fourth embodiments is not limited to tire air pressure, and may sense exhaust pressure, atmospheric pressure, and / or seating pressure. The pressure sensor 101 is a sound sensor that senses vehicle interior sound, vehicle exterior sound, engine sound, tire sound, and / or human voice; tire temperature, vehicle interior temperature, vehicle exterior temperature, engine temperature, battery temperature, radiator temperature, Thermal sensor that senses exhaust temperature, motor temperature, and / or vehicle exterior temperature; light sensor that senses light outside the car, light inside the car, and / or headlight light; acceleration in the tire, door opening / closing, wiper operation, seat movement, And / or momentum sensor to detect steering wheel operation; vibration sensor to detect tire vibration, vehicle vibration, door vibration, frame vibration, and / or seat vibration; tire rotation speed, engine rotation speed, and / or motor rotation speed Sensing rotational speed sensor; and / or sensing external radio waves and / or in-vehicle electromagnetic waves It may be a wave sensor.

（第５実施例）
図１２を参照して、本発明の発電装置を使用した通信装置５００を説明する。 (5th Example)
With reference to FIG. 12, the communication apparatus 500 using the electric power generating apparatus of this invention is demonstrated.

通信装置５００は、タイヤ内温度、タイヤ内加速度、タイヤ振動、タイヤ回転速度、車外光量、車両振動、及び車外温度などを感知するセンサー部１１５と、センサー部１１５での感知結果をＥＣＵに伝達するとともにＥＣＵからの情報に従ってセンサー部１１５の制御を行う通信制御部１１６と、センサー部１１５からのセンサー信号やＥＣＵからの信号を処理する処理部１１７と、ＥＣＵとの間で信号の送受信を無線（電磁波）で行うための送受信部１１８と、センサー部１１５、通信制御部１１６、処理部１１７、及び送受信部１１８のうちの少なくとも一つを作動させるための電力を供給する発電部１１９とで構成されている。発電部１１９には、上記実施形態で説明した多方向の外部振動を吸収して、電気エネルギーを生成する発電装置７５が一つ又は複数個設けられている。   The communication device 500 detects the temperature in the tire, the acceleration in the tire, the tire vibration, the tire rotation speed, the light amount outside the vehicle, the vehicle vibration, the temperature outside the vehicle, and the like, and transmits the detection result in the sensor unit 115 to the ECU. In addition, a communication control unit 116 that controls the sensor unit 115 according to information from the ECU, a processing unit 117 that processes a sensor signal from the sensor unit 115 and a signal from the ECU, and transmission and reception of signals between the ECU (wireless) ( And a power generation unit 119 that supplies power for operating at least one of the sensor unit 115, the communication control unit 116, the processing unit 117, and the transmission / reception unit 118. ing. The power generation unit 119 is provided with one or a plurality of power generation devices 75 that generate electrical energy by absorbing the multidirectional external vibration described in the above embodiment.

センサー部１１５は、車外の光量（照度）、音の大きさ、外部振動の振幅の大きさ、タイヤ空気圧や回転速度などを感知し、感知結果を通信制御部１１６に伝達する。通信制御部１１６は、センサー部１１５で感知した情報を信号としてＥＣＵに伝達するとともにＥＣＵからの情報を受け取りその情報に従ってセンサー部１１５の感知を行う。処理部１１７は、センサー部１１５の出力を変調された信号に変換するとともに送受信部１１８で受信したＥＣＵからの信号を復調するための処理などを行う。送受信部１１８は、変調信号をアンテナから電磁波で車体に配置された受信部に送信するとともにＥＣＵからの信号をアンテナにより受信する。発電部１１９は、外部振動を吸収し、電気エネルギーに変換即ち発電を行い、発電により得た電力をセンサー部１１５、通信制御部１１６、処理部１１７、及び送受信部１１８に供給する。   The sensor unit 115 detects the amount of light outside the vehicle (illuminance), the volume of sound, the amplitude of external vibration, the tire pressure, the rotational speed, and the like, and transmits the detection result to the communication control unit 116. The communication control unit 116 transmits information sensed by the sensor unit 115 to the ECU as a signal, receives information from the ECU, and senses the sensor unit 115 according to the information. The processing unit 117 converts the output of the sensor unit 115 into a modulated signal and performs processing for demodulating the signal from the ECU received by the transmission / reception unit 118. The transmission / reception unit 118 transmits a modulation signal from the antenna to the reception unit disposed on the vehicle body by electromagnetic waves, and receives a signal from the ECU through the antenna. The power generation unit 119 absorbs external vibration, converts it into electric energy, that is, generates power, and supplies the electric power obtained by the power generation to the sensor unit 115, the communication control unit 116, the processing unit 117, and the transmission / reception unit 118.

車が走行することで、発電部１１９は車の走行に伴う振動を電気エネルギーに変換して発電を行う。発電部１１９により発電した電力がセンサー部１１５、通信制御部１１６、処理部１１７、及び送受信部１１８に供給される。ＥＣＵから送信されてきた変調信号をアンテナにより送受信部１１８が受信し、処理部１１７に伝える。処理部１１７は変調信号を復調し、復調後の処理情報を通信制御部１１６に伝える。通信制御部１１６は処理情報を解読し、適切な処理たとえばセンサー部１１５での感知を行う。そしてセンサー部１１５が感知した情報（信号）を通信制御部１１６に伝達する。通信制御部１１６はセンサー部１１５からの情報をＥＣＵに伝達するために処理部１１７に情報を出力する。処理部１１７は情報に対して処理を加え、電磁波で送信するための変調信号に変換する。そして変調信号を一定の周期で送受信部１１８に送信する。送受信部１１８は処理部１１７から送られてきた変調信号を受け取り、アンテナから電磁波を放射する。ＥＣＵはこの電磁波によって送信されたセンサー情報を受け取る。   As the vehicle travels, the power generation unit 119 generates vibration by converting vibrations associated with the travel of the vehicle into electrical energy. The power generated by the power generation unit 119 is supplied to the sensor unit 115, the communication control unit 116, the processing unit 117, and the transmission / reception unit 118. The transmission / reception unit 118 receives the modulation signal transmitted from the ECU via the antenna, and transmits it to the processing unit 117. The processing unit 117 demodulates the modulated signal and transmits the processing information after demodulation to the communication control unit 116. The communication control unit 116 decodes the processing information and performs appropriate processing, for example, sensing by the sensor unit 115. Then, information (signal) sensed by the sensor unit 115 is transmitted to the communication control unit 116. The communication control unit 116 outputs information to the processing unit 117 in order to transmit information from the sensor unit 115 to the ECU. The processing unit 117 performs processing on the information and converts it into a modulation signal for transmission by electromagnetic waves. Then, the modulated signal is transmitted to the transmission / reception unit 118 at a constant cycle. The transmission / reception unit 118 receives the modulation signal transmitted from the processing unit 117 and radiates electromagnetic waves from the antenna. The ECU receives the sensor information transmitted by this electromagnetic wave.

第５実施例において、センサー部１１５、通信制御部１１６、処理部１１７または送受信部１１８は本発明の「電子部品」、センサー部１１５は本発明の「センサー部」、処理部１１７は本発明の「処理部」、送受信部１１８は本発明の「送信部」および「受信部」のそれぞれ一例である。   In the fifth embodiment, the sensor unit 115, the communication control unit 116, the processing unit 117 or the transmission / reception unit 118 is an “electronic part” of the present invention, the sensor unit 115 is a “sensor unit” of the present invention, and the processing unit 117 is of the present invention. The “processing unit” and the transmission / reception unit 118 are examples of the “transmission unit” and the “reception unit” of the present invention, respectively.

第５実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the fifth embodiment, the following effects can be obtained.

（８）様々な方向の振動エネルギーを余すところ無く吸収して効率的に発電を行うことができ、通信装置の安定した動作を可能とするとともにランダムな方向の振動の発生で発電効率が低下することによる通信装置５００の誤作動を防止できる。   (8) It is possible to efficiently generate power by absorbing vibration energy in various directions without leaving a surplus, enabling stable operation of the communication device and reducing power generation efficiency due to occurrence of vibration in random directions. Therefore, malfunction of the communication device 500 can be prevented.

（９）電池を発電部に置き換えることで、電力の消費量を気にする必要が無くなるのでセンサー部による感知結果をＥＣＵ等に送信する間隔（周波数）を高速にする（感知データの送信頻度を高める）ことが可能となり、よりリアルタイムにセンサー部の状態をＥＣＵ等が認識することできる。   (9) By replacing the battery with the power generation unit, it is not necessary to worry about the power consumption, so the interval (frequency) for transmitting the sensing result by the sensor unit to the ECU or the like is increased (the transmission frequency of the sensing data is increased). ECU) or the like can recognize the state of the sensor unit in real time.

（第６実施例）
図１３を参照して、本発明の発電装置を使用した記憶型の通信装置６００を説明する。 (Sixth embodiment)
With reference to FIG. 13, a memory-type communication device 600 using the power generation device of the present invention will be described.

通信装置６００は、ＩＤ情報を記憶するメモリー部１２０と、メモリー部１２０へのアクセスを制御するアクセス制御部１２１と、メモリー部１２０からのメモリー情報を基地局に伝達するとともに基地局からの情報に従ってメモリー部１２０への書込み制御を行う通信制御部１２２と、メモリー部１２０からのメモリー情報や基地局からの情報を処理する処理部１２３と、基地局との間で信号の送受信を無線（電磁波）で行うための送受信部１２４と、メモリー部１２０、アクセス制御部１２１、通信制御部１２２、処理部１２３、及び送受信部１２４のうちの少なくとも一つを作動させるための電力を供給する発電部１１９とで構成されている。発電部１１９には、本発明の発電装置７５が一つ又は複数個設けられている。送受信部１２４は、無線信号を送信する送信部であってもよい。   The communication device 600 transmits the memory information from the memory unit 120 that stores ID information, the access control unit 121 that controls access to the memory unit 120, and the memory unit 120 to the base station, and in accordance with the information from the base station. A communication control unit 122 that controls writing to the memory unit 120, a processing unit 123 that processes memory information from the memory unit 120 and information from the base station, and wireless transmission and reception of signals between the base station (electromagnetic waves) A transmission / reception unit 124 for performing the operation, a power generation unit 119 for supplying power for operating at least one of the memory unit 120, the access control unit 121, the communication control unit 122, the processing unit 123, and the transmission / reception unit 124; It consists of The power generation unit 119 is provided with one or a plurality of power generation devices 75 of the present invention. The transmission / reception unit 124 may be a transmission unit that transmits a radio signal.

メモリー部１２０は、基地局から送信されてきたタグ情報や個人データ情報等のＩＤ情報を記憶しておく。アクセス制御部１２１は、通信制御部１２２からの要求に従ってメモリー部１２０へのアクセス（書込みや読出し）を制御する。上記構成により、車の走行時やＲＦＩＤ（タグ）が取り付けられた物体の移動時に、発電部１１９が発生する振動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電を行う。   The memory unit 120 stores ID information such as tag information and personal data information transmitted from the base station. The access control unit 121 controls access (writing and reading) to the memory unit 120 in accordance with a request from the communication control unit 122. With the above configuration, when the vehicle travels or the object to which the RFID (tag) is attached moves, the vibration energy generated by the power generation unit 119 is converted into electric energy to generate power.

第６実施例において、メモリー部１２０、アクセス制御部１２１、通信制御部１２２、処理部１２３または送受信部１２４は本発明の「電子部品」、メモリー部１２０は本発明の「メモリー部」、処理部１２３は本発明の「処理部」、送受信部１２４は本発明の「送信部」および「受信部」のそれぞれ一例である。   In the sixth embodiment, the memory unit 120, the access control unit 121, the communication control unit 122, the processing unit 123 or the transmission / reception unit 124 are “electronic components” of the present invention, and the memory unit 120 is “memory unit” of the present invention. 123 is an example of the “processing unit” of the present invention, and the transmission / reception unit 124 is an example of the “transmission unit” and “reception unit” of the present invention.

第６実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the sixth embodiment, the following effects can be obtained.

（１０）様々な方向の振動エネルギーを余すところ無く吸収して効率的に発電を行うことができ、通信装置の安定した動作を可能とするとともにランダムな方向の振動の発生で発電効率が低下することによる通信装置６００の誤作動を防止できる。   (10) It is possible to efficiently generate power by absorbing vibration energy in various directions without leaving a surplus, enabling stable operation of the communication device and reducing power generation efficiency due to generation of vibrations in random directions. Therefore, malfunction of the communication device 600 can be prevented.

（第７実施例）
図１４を参照して、本発明の発電装置を使用したタイヤ空気圧センサーシステム１０００を説明する。 (Seventh embodiment)
With reference to FIG. 14, a tire pressure sensor system 1000 using the power generation device of the present invention will be described.

タイヤ空気圧センサーシステム１０００は、車の少なくとも一つ以上のタイヤに取り付けられた上記実施例で説明されたタイヤ空気圧センサー１００、２００、３００、及び４００の何れか一つである通信装置７００及び８００と、車体に配置されて、通信装置７００、８００が送信したＲＦ信号を受け取るＲＦ受信部１２５と、ＲＦ受信部１２５に接続され、車両を全体的にまたは部分的に制御する車両ＥＣＵ１２６とで構成されている。   The tire pressure sensor system 1000 includes communication devices 700 and 800 that are any one of the tire pressure sensors 100, 200, 300, and 400 described in the above-described embodiment, which are attached to at least one tire of a vehicle. The RF receiver 125 is disposed on the vehicle body and receives an RF signal transmitted from the communication devices 700 and 800. The vehicle ECU 126 is connected to the RF receiver 125 and controls the vehicle in whole or in part. ing.

通信装置７００、８００の各々は、車の走行中に生じる振動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する本発明の発電装置７５を少なくとも一つ備え、本発明の発電装置７５の生成した電力によって動作する。通信装置７００、８００の各々は、車の走行中にタイヤ空気圧を感知し、一定間隔で異常有無の情報をＲＦ受信部１２５に対して送信する。ＲＦ受信部１２５は、通信装置７００、８００が送信した変調信号を受け取り、その信号を車両ＥＣＵ１２６に伝達する。このとき復調のための処理をＲＦ受信部１２５もしくは車両ＥＣＵ１２６の何れか一方で行う。車両ＥＣＵ１２６は、ＲＦ受信部１２５からタイ
ヤ空気圧の情報を受け取り、タイヤ空気圧の状態を車の運転者に伝達するための処理などを行う。 Each of the communication devices 700 and 800 includes at least one power generation device 75 of the present invention that generates electric power by converting vibration energy generated during driving of the vehicle into electric energy, and operates by the electric power generated by the power generation device 75 of the present invention. To do. Each of the communication devices 700 and 800 senses tire air pressure while the vehicle is running, and transmits information on the presence / absence of abnormality to the RF receiver 125 at regular intervals. The RF receiver 125 receives the modulation signal transmitted from the communication devices 700 and 800 and transmits the signal to the vehicle ECU 126. At this time, the process for demodulation is performed by either the RF receiver 125 or the vehicle ECU 126. The vehicle ECU 126 receives information on the tire air pressure from the RF receiver 125 and performs processing for transmitting the tire air pressure state to the vehicle driver.

通信装置７００及び８００に含まれる発電装置は、車の走行に伴う振動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する。その発電装置により発電した電力により通信装置７００、８００の各電気回路が作動し、空気圧の異常有無等のタイヤ空気圧の情報を変調信号として一定間隔でＲＦ受信部１２５に対して送信する。この変調信号をＲＦ受信部１２５が受取り、復調のための処理を行い、復調後のタイヤ空気圧情報を車両ＥＣＵ１２６に伝達する。車両ＥＣＵ１２６は空気圧情報を受け取り、運転者への警報の出力制御等、適切な処理を行う。   The power generation devices included in the communication devices 700 and 800 generate vibration by converting vibration energy associated with traveling of the vehicle into electric energy. Each electric circuit of the communication devices 700 and 800 is operated by the electric power generated by the power generation device, and the tire pressure information such as the presence or absence of the air pressure abnormality is transmitted as a modulation signal to the RF receiver 125 at regular intervals. The RF reception unit 125 receives this modulated signal, performs a process for demodulation, and transmits the tire pressure information after demodulation to the vehicle ECU 126. The vehicle ECU 126 receives air pressure information and performs appropriate processing such as output control of an alarm to the driver.

第７実施例にかかるタイヤ空気圧センサーシステム１０００によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the tire pressure sensor system 1000 according to the seventh embodiment, the following effects can be obtained.

（１１）タイヤ空気圧の状態感知と警報発報などのタイヤ空気圧センサーシステム１０００は、本発明の発電装置を備えた通信装置７００、８００をタイヤに取り付けることで可能となる。通信装置７００、８００は、本発明の発電装置を備えるので、電池駆動の従来のタイヤ空気圧センサーでは必要であった定期的な電池交換が不要となる（メンテナンスフリー）。   (11) The tire pressure sensor system 1000 for detecting the tire pressure state and issuing an alarm is made possible by attaching the communication devices 700 and 800 equipped with the power generator of the present invention to the tire. Since the communication devices 700 and 800 include the power generation device of the present invention, periodic battery replacement, which is necessary for battery-driven conventional tire pressure sensors, is not required (maintenance-free).

（１２）タイヤ空気圧センサーシステム１０００では、車体に配置された送信部が不要となり生産コストの削減や電力削減を実現できる。   (12) In the tire pressure sensor system 1000, the transmission unit arranged in the vehicle body is not necessary, and production cost and power can be reduced.

（１３）発電部１０７（図８参照）が全ての方向の外部振動に対応しており発電効率が向上するので、動作マージン向上に伴う動作信頼性を向上することができる。   (13) Since the power generation unit 107 (see FIG. 8) is compatible with external vibrations in all directions and the power generation efficiency is improved, the operation reliability accompanying the improvement of the operation margin can be improved.

（第８実施例）
図１５を参照して、本発明の発電装置を使用した車載ネットワークシステム１１００を説明する。 (Eighth embodiment)
With reference to FIG. 15, an in-vehicle network system 1100 using the power generation device of the present invention will be described.

車載ネットワークシステム１１００は、少なくとも一つの第５実施例の通信装置５００と、通信装置５００からの車両ＥＣＵ１２６への送信信号の受信及び車両ＥＣＵ１２６から各通信装置５００への送信信号の送信を行う車両送受信部１２７と、車両送受信部１２７に接続され、車両全体（もしくは一部）の制御を行う車両ＥＣＵ１２６と、車両ＥＣＵ１２６や一部のセンサー装置を動作させるための電力を供給するバッテリー１２８とで構成されている。第７実施例では、車両ＥＣＵ１２６の電源としてバッテリー１２８を用いたが、バッテリー１２８の代わりに各実施例の発電部１０７、１１９を車両ＥＣＵ１２６の電源として用いても良い。   The in-vehicle network system 1100 includes at least one communication device 500 according to the fifth embodiment, and vehicle transmission / reception that receives a transmission signal from the communication device 500 to the vehicle ECU 126 and transmits a transmission signal from the vehicle ECU 126 to each communication device 500. Unit 127, vehicle ECU 126 connected to vehicle transmission / reception unit 127 and controlling the entire vehicle (or a part thereof), and battery 128 supplying electric power for operating vehicle ECU 126 and some sensor devices. ing. In the seventh embodiment, the battery 128 is used as the power source of the vehicle ECU 126, but the power generation units 107 and 119 of each embodiment may be used as the power source of the vehicle ECU 126 instead of the battery 128.

各通信装置５００は、車の走行に伴い、自身が動作するための電力を発電し動作する。車の走行中に車両ＥＣＵ１２６からの要求に伴うセンサー感知を行い、一定間隔でセンサー情報を車両ＥＣＵ１２６に対して送信する。車両送受信部１２７は、各通信装置５００が送信した変調信号を受信し、車両ＥＣＵ１２６に伝達する。また各通信装置５００を動作（センサー感知）させるために車両ＥＣＵ１２６が各通信装置５００に出す要求信号を送信する。ここで受信時の復調処理や、送信時の変調処理のための処理を車両送受信部１２７もしくは車両ＥＣＵ１２６の何れか一方で行う。車両ＥＣＵ１２６は、必要に応じて各通信装置５００にセンサー感知の要求を行うとともに、各通信装置５００からセンサー感知の情報を受け取り、感知結果を車の運転者に伝達するとともに車の正常な動作のための制御を行うなどの処理を行う。   Each communication device 500 operates by generating electric power for operating itself as the vehicle travels. Sensor sensing is performed in response to a request from the vehicle ECU 126 while the vehicle is traveling, and sensor information is transmitted to the vehicle ECU 126 at regular intervals. The vehicle transmission / reception unit 127 receives the modulation signal transmitted by each communication device 500 and transmits it to the vehicle ECU 126. In addition, the vehicle ECU 126 transmits a request signal to each communication device 500 in order to operate (sensor detection) each communication device 500. Here, demodulation processing at the time of reception and processing for modulation processing at the time of transmission are performed by either the vehicle transmission / reception unit 127 or the vehicle ECU 126. The vehicle ECU 126 makes a sensor sensing request to each communication device 500 as necessary, receives sensor sensing information from each communication device 500, transmits the sensing result to the vehicle driver, and performs normal operation of the vehicle. To perform control for the purpose.

車の走行中、通信装置５００に含まれる発電部は車の走行に伴う振動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電を行う。車の走行が開始されると、車両ＥＣＵ１２６は車の正
常な動作のために、車体に配置された各通信装置５００から情報収集を行うための要求信号を車両送受信部１２７から各通信装置５００に送信する。各通信装置５００は、車両ＥＣＵ１２６からの信号を受信し、必要に応じてセンサー感知を行った結果を信号として車両送受信部１２７に送り返す。送り返された信号を車両送受信部１２７が受信し、車両ＥＣＵ１２６に伝達する。車両ＥＣＵ１２６は各通信装置５００からのセンサー感知の情報を受け取り、感知結果を車の運転者に伝達するとともに車の正常な動作のための制御を行うなどの処理を行う。 During traveling of the vehicle, the power generation unit included in the communication device 500 generates vibration by converting vibration energy associated with traveling of the vehicle into electric energy. When the vehicle starts to travel, the vehicle ECU 126 sends a request signal for collecting information from each communication device 500 arranged on the vehicle body to each communication device 500 from the vehicle transmission / reception unit 127 for normal operation of the vehicle. Send. Each communication device 500 receives a signal from the vehicle ECU 126, and sends back a result of sensor sensing as necessary to the vehicle transmission / reception unit 127. The transmitted / received signal is received by the vehicle transmission / reception unit 127 and transmitted to the vehicle ECU 126. The vehicle ECU 126 receives the sensor sensing information from each communication device 500, transmits the sensing result to the vehicle driver, and performs processing such as performing control for normal operation of the vehicle.

第８実施例にかかる車載ネットワークシステム１１００によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the in-vehicle network system 1100 according to the eighth embodiment, the following effects can be obtained.

（１４）各通信装置５００は自身の作動に必要な電力を自身で供給することが可能であり、車両と電源線で接続する必要はない。また、各通信装置５００は車両ＥＣＵ１２６との間で情報の送受信を無線で行うことが可能であり、車両と信号線で接続する必要はない。従って、従来のシステムでは必要であった有線の信号線や電源線（ワイヤーハーネス）が不要となり、ワイヤーハーネスを車内に配線するための工程削減に伴う生産コストの抑制や、ワイヤーハーネスを無くすことによる軽量化に伴う燃費向上という効果がある。   (14) Each communication device 500 can supply power necessary for its own operation, and does not need to be connected to the vehicle via a power line. Each communication device 500 can wirelessly transmit and receive information to and from the vehicle ECU 126, and does not need to be connected to the vehicle by a signal line. This eliminates the need for wired signal lines and power lines (wire harnesses) that were necessary in conventional systems, and reduces production costs associated with reducing the number of processes for wiring the wire harness in the car, and eliminates the use of wire harnesses. There is an effect of improving fuel consumption accompanying weight reduction.

（第９実施例）
図１６（ａ）を参照して、本発明の発電装置を使用した交通情報ネットワークシステム１２００を説明する。 (Ninth embodiment)
With reference to Fig.16 (a), the traffic information network system 1200 using the electric power generating apparatus of this invention is demonstrated.

交通情報ネットワークシステム１２００は、車両に取り付けられた第６実施例にかかる通信装置６００と、この通信装置６００との間で情報の送受信を行う基地局１３０とを備える。基地局１３０は情報処理装置１４０と接続されてもよい。情報処理装置１４０は、基地局１３０と通信装置６００との間で送受信される信号から、車両を特定することができる。   The traffic information network system 1200 includes a communication device 600 according to the sixth embodiment attached to a vehicle, and a base station 130 that transmits and receives information to and from the communication device 600. The base station 130 may be connected to the information processing apparatus 140. The information processing device 140 can identify the vehicle from signals transmitted and received between the base station 130 and the communication device 600.

図１６（ｂ）は、交通情報ネットワークシステム１２００の一例として、電子ライセンスプレートシステム（いわゆるスマートプレート）を示す。通信装置６００はライセンスプレート１２９に取り付けられている。通信装置６００に含まれるメモリー部１２０（図１３参照）には、車両番号などのＩＤ情報が読み書きされる。通信装置６００は、車の走行に伴い、自身が動作するための電力を発電し動作する。車の走行中に電子ライセンスプレートシステムの基地局１３０からの要求に伴い、プレートナンバー等のＩＤ情報を基地局１３０に送信する。また必要に応じて基地局１３０からの送信情報をメモリー部１２０（図１３参照）に記憶する。基地局１３０は、必要に応じて各車両のライセンスプレートに取り付けられた通信装置６００にＩＤ情報を要求して、車両のＩＤ情報を認識する。また認識したＩＤ情報に従って、若しくはＩＤ情報とは無関係に、通信装置６００に別の情報を記憶するよう要求する。   FIG. 16B shows an electronic license plate system (so-called smart plate) as an example of the traffic information network system 1200. The communication device 600 is attached to the license plate 129. ID information such as a vehicle number is read and written in the memory unit 120 (see FIG. 13) included in the communication device 600. The communication device 600 operates by generating electric power for operating itself as the vehicle travels. In response to a request from the base station 130 of the electronic license plate system while the vehicle is traveling, ID information such as a plate number is transmitted to the base station 130. Further, transmission information from the base station 130 is stored in the memory unit 120 (see FIG. 13) as necessary. The base station 130 requests ID information from the communication device 600 attached to the license plate of each vehicle as necessary, and recognizes the vehicle ID information. Further, the communication apparatus 600 is requested to store other information according to the recognized ID information or regardless of the ID information.

車が走行することで、通信装置６００に含まれる発電部１１９（図１３参照）は車の走行に伴う振動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電を行う。基地局１３０は道路の所定箇所に設置されており、その箇所を通る車のＩＤ情報を認識して適当な処理を行う。例えばＩＤ情報としてプレートナンバーを読み取り、その情報を符合することで、符合結果を即時に管理サーバーに伝達するなどを行う。ＩＤ情報を認識するために、基地局１３０はＩＤ情報の要求信号をライセンスプレート１２９に取り付けられた通信装置６００に対して送信する。通信装置６００はこの信号を受けて、メモリー部１２０（図１３参照）からＩＤ情報を読み出し、基地局１３０に送り返す。このようにして、電子ライセンスプレートシステムは、乗用車や路線バスの位置をモニターすることができる。   As the vehicle travels, a power generation unit 119 (see FIG. 13) included in the communication device 600 converts vibration energy associated with the travel of the vehicle into electrical energy to generate power. The base station 130 is installed at a predetermined location on the road, and performs appropriate processing by recognizing ID information of a car passing through the location. For example, a plate number is read as ID information and the information is matched, and the result of the sign is immediately transmitted to the management server. In order to recognize the ID information, the base station 130 transmits an ID information request signal to the communication device 600 attached to the license plate 129. Upon receiving this signal, the communication device 600 reads the ID information from the memory unit 120 (see FIG. 13) and sends it back to the base station 130. In this way, the electronic license plate system can monitor the position of passenger cars and route buses.

通信装置６００は、電子ライセンスプレートシステムに限られず、自動料金収受システ
ム（ＥＴＣ）、駐車場管理システム、及び物流管理システムのような交通情報ネットワークシステム１２００において使用してもよい。駐車場管理システムは、通信装置６００を装着した車両の入庫時刻、出庫時刻、駐車位置等を管理することができる。物流管理システムは、通信装置６００を装着した貨物車両の位置をモニターすることができる。 The communication device 600 is not limited to the electronic license plate system, and may be used in a traffic information network system 1200 such as an automatic toll collection system (ETC), a parking lot management system, and a logistics management system. The parking lot management system can manage the entry time, exit time, parking position, and the like of the vehicle equipped with the communication device 600. The physical distribution management system can monitor the position of the freight vehicle equipped with the communication device 600.

第９実施例にかかる交通情報ネットワークシステム１２００によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the traffic information network system 1200 according to the ninth embodiment, the following effects can be obtained.

（１５）通信装置６００は自身の作動に必要な電力を自身で供給することが可能であり、電源として電池の使用が不要となるので、電池交換などのメンテナンスが不要となる。よって電池交換の際に通信装置６００に書き込まれているＩＤ情報の改ざん等の不正防止や、不正なＩＤ情報読出しによる個人情報流出を防止することが可能である。   (15) The communication device 600 can supply power necessary for its own operation, and it is not necessary to use a battery as a power source, so that maintenance such as battery replacement is not necessary. Therefore, it is possible to prevent fraud such as falsification of the ID information written in the communication device 600 at the time of battery replacement, and to prevent personal information from being leaked due to illegal ID information reading.

第１乃至第９実施例は、例えば、次のように変更してもよい。   For example, the first to ninth embodiments may be modified as follows.

（ａ）第１乃至第９実施例において、発電装置７５は、車両の振動を利用して発電したが、車両の振動以外の振動または運動を発電に利用してもよい。例えば、タイヤの回転、手の振動、水（海）の波、建物や機器の振動、人間の会話などの音を利用してもよい。第１乃至第９実施例の発電装置７５は、様々な電気機器に組み込み可能であり、例えば、腕時計、体温計、温度計、歩数計、リモートコントローラー、携帯オーディオ装置、キーレスエントリー用携帯機、補聴器、心臓ペースメーカー、レーザポインタ、電動歯ブラシ、センサー、電子ブック装置、携帯電話、デジタルカメラ、ゲーム機、冷蔵庫、洗濯機、食器乾燥器、船、及びブイに組み込み可能である。   (A) In the first to ninth embodiments, the power generation device 75 generates power using the vibration of the vehicle. However, vibration or motion other than the vibration of the vehicle may be used for power generation. For example, sounds such as tire rotation, hand vibration, water (sea) waves, building or equipment vibration, and human conversation may be used. The power generation device 75 of the first to ninth embodiments can be incorporated in various electric devices, such as a wristwatch, a thermometer, a thermometer, a pedometer, a remote controller, a portable audio device, a keyless entry portable device, a hearing aid, It can be incorporated into cardiac pacemakers, laser pointers, electric toothbrushes, sensors, electronic book devices, mobile phones, digital cameras, game machines, refrigerators, washing machines, dish dryers, ships, and buoys.

（ｂ）第１乃至第９実施例において、通信装置の一例としてタイヤ空気圧センサーを用いたが、それ以外にも温度センサーや発信器など様々なセンサーに適用可能である。本発明の発電装置７５は、タイヤ空気圧センサー以外の電気機器の電源として使用可能である。   (B) In the first to ninth embodiments, the tire pressure sensor is used as an example of the communication device. However, the present invention can be applied to various sensors such as a temperature sensor and a transmitter. The power generation device 75 of the present invention can be used as a power source for electrical equipment other than the tire pressure sensor.

（ｃ）第１乃至第９実施例において、メモリー部の種類を特定しなかったが、ＲＯＭやＲＡＭを含めてあらゆる種類のメモリーが適用可能である。   (C) In the first to ninth embodiments, the type of the memory unit is not specified, but any type of memory including ROM and RAM is applicable.

本発明の実施形態に従う発電装置の斜視図。The perspective view of the electric power generating apparatus according to embodiment of this invention. 図１の発電装置の詳細な斜視図。The detailed perspective view of the electric power generating apparatus of FIG. （ａ）図２の発電装置の第２電極の移動を示す平面図、（ｂ）図２の発電装置の第１電極の移動を示す平面図。(A) The top view which shows the movement of the 2nd electrode of the electric power generating apparatus of FIG. 2, (b) The top view which shows the movement of the 1st electrode of the electric power generating apparatus of FIG. 図２の発電装置において、第１電極と第２電極の相対移動を示す上面図。The top view which shows the relative movement of a 1st electrode and a 2nd electrode in the electric power generating apparatus of FIG. （ａ）図１の発電装置の電極形状を示す平面図、（ｂ）図１の電極の変更例。(A) The top view which shows the electrode shape of the electric power generating apparatus of FIG. 1, (b) The example of a change of the electrode of FIG. 図２の発電装置の変更例の斜視図。The perspective view of the example of a change of the electric power generating apparatus of FIG. 図６の発電装置の作用を説明する平面図。The top view explaining an effect | action of the electric power generating apparatus of FIG. 第１実施例に係る通信装置のブロック図。The block diagram of the communication apparatus which concerns on 1st Example. 第２実施例に係る通信装置のブロック図。The block diagram of the communication apparatus which concerns on 2nd Example. 第３実施例に係る通信装置のブロック図。The block diagram of the communication apparatus which concerns on 3rd Example. 第４実施例に係る通信装置のブロック図。The block diagram of the communication apparatus which concerns on 4th Example. 第５実施例に係る通信装置のブロック図。The block diagram of the communication apparatus which concerns on 5th Example. 第６実施例に係る通信装置のブロック図。The block diagram of the communication apparatus which concerns on 6th Example. 第７実施例に係る通信システムの模式図。The schematic diagram of the communication system which concerns on 7th Example. 第８実施例に係る通信システムの模式図。The schematic diagram of the communication system which concerns on 8th Example. （ａ），（ｂ）第９実施例に係る通信システムの模式図。(A), (b) The schematic diagram of the communication system which concerns on 9th Example. 従来の静電誘導型発電装置の概略断面図。The schematic sectional drawing of the conventional electrostatic induction type generator.

符号の説明Explanation of symbols

２１ 第１電極、２２ 第２電極、２３ Ｙ可動錘、２４ Ｚ可動錘、２５ 第１伝達機構、２６ 第２伝達機構、７５ 発電装置。   21 1st electrode, 22 2nd electrode, 23 Y movable weight, 24 Z movable weight, 25 1st transmission mechanism, 26 2nd transmission mechanism, 75 Power generator.

Claims (7)

第１電極と、
前記第１電極から離間した第２電極と、を備え、
前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方は、一平面上における第１軸に沿った振動と、前記一平面上において前記第１軸とは異なる第２軸に沿った振動と、前記一平面とは異なる平面上において前記第１軸及び前記第２軸と交差する第３軸に沿った振動と、に応答して移動可能であることを特徴とした発電装置。 A first electrode;
A second electrode spaced from the first electrode,
At least one of the first electrode and the second electrode includes vibration along a first axis on one plane, vibration along a second axis different from the first axis on the one plane, and the one A power generator capable of moving in response to vibration along a third axis intersecting the first axis and the second axis on a plane different from the plane. 前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方が移動したとき、前記第１電極と前記第２電極との重なり面積が変化することを特徴とした請求項１に記載の発電装置。   The power generator according to claim 1, wherein when at least one of the first electrode and the second electrode moves, an overlapping area of the first electrode and the second electrode changes. 前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方は、振動の方向に関わらず、前記第１軸に沿って往復移動することを特徴とした請求項１に記載の発電装置。   2. The power generation device according to claim 1, wherein at least one of the first electrode and the second electrode reciprocates along the first axis regardless of a vibration direction. 複数の電子部品と、前記複数の電子部品の一部または全てを動作させるための電力を生成する請求項１〜３のいずれか一項に記載の発電装置と、を備えた電気機器。   An electric apparatus comprising: a plurality of electronic components; and the power generation device according to claim 1 that generates electric power for operating some or all of the plurality of electronic components. 車両に搭載され、前記発電装置が前記車両の振動で発電することを特徴とした請求項４に記載の電気機器。   The electric device according to claim 4, wherein the electric device is mounted on a vehicle and the power generation device generates power by vibration of the vehicle. 前記複数の電子部品は、
タイヤ空気圧、タイヤ内温度、タイヤ内加速度、タイヤ振動、及びタイヤ回転速度のうちの少なくとも一つ感知するセンサー部と、
電気信号を処理する処理部と、
無線信号を送信する送信部と、
無線信号を受信する受信部と、
データを記憶するメモリー部と、
のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とした請求項４または５に記載の電気機器。 The plurality of electronic components are:
A sensor unit that senses at least one of tire pressure, tire temperature, tire acceleration, tire vibration, and tire rotation speed;
A processing unit for processing electrical signals;
A transmitter that transmits a radio signal;
A receiver for receiving a radio signal;
A memory unit for storing data;
The electric device according to claim 4, comprising at least one of the above. 車両のタイヤまたはタイヤホイールに装着され、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発電装置を備える通信装置であって、
前記発電装置により前記通信装置の動作電力の一部または全てをまかなわれ、タイヤ空気圧、タイヤ内温度、タイヤ内加速度、タイヤ振動、及びタイヤ回転速度のうちの少なくとも一つ感知し、感知結果を無線出力することを特徴とした通信装置。 A communication device that is mounted on a tire or a tire wheel of a vehicle and includes the power generation device according to any one of claims 1 to 3,
The power generation device covers part or all of the operating power of the communication device, and senses at least one of tire pressure, tire temperature, tire acceleration, tire vibration, and tire rotation speed, and wirelessly transmits the detection result. A communication device characterized by outputting.
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