JP2014169054A - 車載電機装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変換部と蓄電部と電気機器とを長い電気コードで接続する必要がなく、配線構造を簡素化することができる車載電機装置を提供する。
【解決手段】車両振動を電力に変換する変換部としての発電装置１５と、変換された電力を蓄える蓄電部としての二次電池１６と、その二次電池１６からの電力によって動作される電気機器とを、ともに車室内に設ける。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両に搭載される発電機能を備えた電気機器を含む車載電機装置に関するものである。

従来、この種の車載電機装置としては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。
この従来構成においては、車両の振動等をエネルギ源として、発電手段により発電が行われるようになっている。そして、発電された電力が目標物検出装置やナビゲーション装置等の車載機器のバッテリに充電されて、車載機器が動作されるようになっている。

特開２０１０−１８３６８９号公報

ところが、この従来構成においては、車両に対する車載機器の搭載位置が開示されていない。このため、車載機器が発電手段から離れた位置に搭載されると、発電手段と車載機器のバッテリとの間を長い電気コードで接続する必要があって、配線構造が煩雑になるという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、変換部と蓄電部と電気機器とを長い電気コードで接続する必要がなく、配線構造を簡素化することができる車載電機装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この車載電機装置は、車両振動を電力に変換する変換部と、変換された電力を蓄える蓄電部と、その蓄電部からの電力によって動作される電気機器とを車室内に設けたことを特徴としている。

従って、この車載電機装置においては、車室内に設けられた変換部と蓄電部と電気機器との間を、長い電気コードで接続する必要がない。よって、配線構造を簡素化することができる。

前記の車載電機装置によれば、変換部と蓄電部と電気機器とを長い電気コードで接続する必要がなく、配線構造を簡素化することができるという効果を発揮する。

第１実施形態の車載電機装置を備えた車両を示す概略構成図。 図１の車載電機装置の一部を拡大して示す要部断面図。 図２の車載電機装置の回路構成図。 第２実施形態の車載電機装置を示す要部断面図。 図４の車載電機装置の回路構成図。 第３実施形態の車載電機装置を示す要部断面図。 図６の車載電機装置の回路構成図。

（第１実施形態）
以下、車載電機装置の第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態では、車両１１の車室１２内においてシート１３のフレーム１３１の下面に、車載電機装置のケース１４が装着されている。図２に示すように、車載電機装置のケース１４は、平板状の取付板１４１と、その取付板１４１の表面を覆うほぼ箱型のカバー１４２とから構成されている。ケース１４内において取付板１４１の下面には、車両１１の振動を電力に変換する変換部として発電装置１５が取り付けられている。ケース１４内においてカバー１４２の内側面には、変換された電力を蓄える蓄電部としての二次電池１６が取り付けられている。車室１２内においてシート１３の側面には、シートベルトの装着時に二次電池１６からの電力によって動作される電気機器としてのバックルスイッチ１７が設けられている。

図２に示すように、前記発電装置１５は電磁誘導発電装置から構成されている。すなわち、ケース１４の取付板１４１の下面には、円板状の支持台１８が固定されている。支持台１８の下面には、円板状の振動板１９がコイルバネ２０を介して揺動可能に支持されている。振動板１９の下面には、ウェイト２１が固定されている。そして、コイルバネ２０及びウェイト２１により、車両１１の振動の振幅を増幅して振動板１９に伝達する増幅部が構成されている。支持台１８の下面には、コイル２２が固定されている。振動板１９の上面には、棒状の永久磁石２３がコイル２２に対して相対移動可能に固定されている。そして、車両１１の振動に伴い振動板１９が揺動されたとき、永久磁石２３がコイル２２に対して相対移動されて、電磁誘導によりコイル２２から電力が発生される。

図３に示すように、前記発電装置１５のコイル２２は、車載電機装置のケース１４内において整流回路２４を介して二次電池１６の入力端子に接続されている。そして、コイル２２において発生された電力が整流回路２４で整流されて、二次電池１６に蓄えられるようになっている。電気機器としてのバックルスイッチ１７は、シート１３上において二次電池１６の出力端子間に抵抗１７１を介して接続されている。

以上のように構成された車載電機装置は以下のように作用する。
車両の走行にともない、車両が振動すると、振動板１９がコイルバネ２０の弾力性を利用して上下動する。この場合、特定の振動領域においては、コイルバネ２０のバネ常数やウェイト２１の重さ等の関係から、振動板１９の振幅が増幅される。つまり、車両が大きく振動した場合は、振動板１９も大きく振動し、車両振動が小さい場合は、振動板１９がそれよりも大きく振動することが可能になる。このため、高い効率で電磁誘導発電が行なわれて、二次電池１６に電力が蓄えられる。そして、バックルスイッチ１７の両端子に電圧が印加され、シートベルトのタング（図示しない）がシート１３のバックル（図示しない）に係留されることによりバックルスイッチ１７が閉じられる。このため、図示しない検出装置の作用により、シートベルトの装着が運転者に知らされる。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この車載電機装置においては、車両１１の振動を電力に変換する変換部としての発電装置１５と、変換された電力を蓄える蓄電部としての二次電池１６と、その二次電池１６からの電力によって動作されるバックルスイッチ１７等の電気機器とが、車室１２内に設けられている。このため、この車載電機装置においては、車室１２内に設けられた発電装置１５と二次電池１６と電気機器との間を、長い電気コードで接続する必要がない。よって、配線構造を簡素化することができ、車両軽量化にも寄与できる。

（２） この車載電機装置においては、前記発電装置１５が電磁誘導発電装置から構成されている。このため、変換部としての発電装置１５において車両１１の振動を電磁誘導により電力に効果的に変換することができる。

（３） この車載電機装置においては、前記発電装置１５が車両１１の振動の振幅を増幅するコイルバネ２０やウェイト２１等よりなる増幅部を備えている。このため、増幅部により車両１１の振動の振幅を増幅して、電力を効率よく発生させることができる。

（第２実施形態）
次に、車載電機装置の第２実施形態を前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図４及び図５に示すように、この第２実施形態においては、車載電機装置のケース１４内に設けられた発電装置１５が静電発電装置から構成されている。すなわち、ケース１４内の支持台１８の下面には、平板状の第１基体３１が垂下固定されている。振動板１９の上面には、平板状の第２基体３２が第１基体３１と微少間隙を介して対向した状態で立設固定されている。第１基体３１の内側面には、電荷を半永久的に帯びたエレクトレット３３が櫛状に配置されている。第２基体３２の内側面には、エレクトレット３３に対向する対向電極３４が櫛状に配置されている。そして、車両１１の振動に伴い振動板１９が揺動されたとき、エレクトレット３３と対向電極３４とが相対移動されて、静電変位により対向電極３４から電力が発生されるようになっている。

従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）及び（３）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（４） この車載電機装置においては、前記発電装置１５が静電発電装置から構成されている。このため、変換部としての発電装置１５において車両１１の振動を静電変位により電力に効果的に変換することができるとともに、コイルが不要になるため、いっそうの軽量化が可能になる。

（第３実施形態）
次に、車載電機装置の第３実施形態を前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１及び図６に示すように、この第３実施形態では、車載電機装置のケース１４が車室１２内におけるトランク室３５の内側面に装着されている。図６及び図７に示すように、ケース１４の取付板１４１の内面には、変換部としての発電装置１５が取り付けられている。カバー１４２の下部内面には、蓄電部としての二次電池１６が取り付けられている。カバー１４２の側壁部には、二次電池１６からの電力によりトランク室３５内を照らす電気機器としてのランプ３６が取り付けられている。カバー１４２の上壁部には、ランプ３６をオンオフする手動のランプスイッチ３７が取り付けられている。

図６に示すように、前記発電装置１５は、圧電素子発電装置から構成されている。すなわち、ケース１４の取付板１４１の内面には、基体３８が固定されている。基体３８には、一対の平板状の圧電素子３９，４０が増幅部を構成する板バネ４１を介して貼り合された状態で、基端において変位可能に支持されている。両圧電素子３９，４０の自由端の外面には、増幅部を構成するウェイト４２が固定されている。そして、車両１１の振動に伴う板バネ４１の揺動湾曲により両圧電素子３９，４０が互いに異なった方向に変形されて、その変形により圧電素子３９，４０から電力が発生されるようになっている。

そして、発生された電力は二次電池１６に蓄えられ、ランプスイッチ３７が閉じられることにより、ランプ３６が点灯する。このため、トランク室３５内の照明を行なうことができる。

従って、この第３実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）及び（３）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（５） この車載電機装置においては、前記発電装置１５が圧電素子発電装置から構成されている。このため、変換部としての発電装置１５において車両１１の振動を圧電素子３９，４０の変位により電力に効果的に変換することができるとともに、前記第２実施形態と同様に軽量化に寄与できる。

（６） この車載電機装置においては、変換部としての発電装置１５、蓄電部としての二次電池１６、電気機器としてのランプ３６及びランプスイッチ３７が、車載電機装置のケース１４内に設けられている。このため、ケース１４内ですべての電気接続を行うことができて、ケース１４外への配線が不要になる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 二次電池１６からの電力により動作される電気機器としてルームランプやグローブボックスランプ等の他の機器を用いること。

・ 発電装置１５から発電された電力がエンジンルーム内のバッテリに蓄えられるように構成すること。

１１…車両、１２…車室、１４…車載電機装置の本体、１５…変換部としての発電装置、１６…蓄電部としての蓄電池、１７…電気機器としてのバックルスイッチ、２０…増幅部を構成するコイルバネ、２１…増幅部を構成するウェイト、２２…コイル、２３…永久磁石、３３…エレクトレット、３４…対向電極、３５…トランク室、３６…電気機器としてのランプ、３９，４０…圧電素子、４１…増幅部を構成する板バネ、４２…増幅部を構成するウェイト。

Claims (5)

1. 車両振動を電力に変換する変換部と、変換された電力を蓄える蓄電部と、その蓄電部からの電力によって動作される電気機器とを車室内に設けた車載電機装置。
2. 前記変換部は電磁誘導発電装置である請求項１に記載の車載電機装置。
3. 前記変換部は静電発電装置である請求項１に記載の車載電機装置。
4. 前記変換部は圧電素子発電装置である請求項１に記載の車載電機装置。
5. 前記変換部は車両振動の振幅を増幅する増幅部を備える請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の車載電機装置。