JP4993030B1 - リニア発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ショックアブソーバーの持つ固有の問題点、車種によっては設置場所の高さ、収容領域の大きさ、等の条件によって設置される環境に適合したリニア発電装置。
【解決手段】ショックアブソーバーの外周へ空気流通空間、フィンを設置し、その外側にリニア発電装置を設置する。また、各種車輛の振動緩和装置と平行にリニア発電装置を設置し、振動緩和装置のピストンロッドの動作をリニア発電装置の発電ユニットの摺動に置き換えて発電をする。さらにリニア発電装置の上部にエアーダンピング装置を設置して、制震作用も併せ持つ装置とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、陸上走行車輌の振動緩和装置へ並設し、走行中に発生する車軸の上下運動による振動を電力に変換する発電装置に関する。

現在世界は地球温暖化防止のため、石化燃料削減の必要性に迫られている。 その一環として省エネルギーを目的としてハイブリットカー、電気自動車等の開発も急速に進められている。
本発明は、陸上走行車輛へリニア発電装置を設置し、車輛走行中に発生する振動を電力に変換し、その発生電力を利用する為の技術を提示する。

特開２０１０−１７３６３０号公報 特開２００９−２８７６３８号公報 特開２００９−２４７１０２号公報 特開２００９−１７９３１９号公報 特開２００８−１６２３３３号公報 特開２００７−３２０３６３号公報 特開２００７−０４９８６５号公報 特開２００５−１３０６２４号公報

日本機械学界（ＮＯ.05-39） Permanent Magnet Fixation concept for Linear Generator

本発明は、主として陸上走行車輛の走行中に発生する車輪の上下運動を、リニア発電の手法によって電力に変換する技術に関するものである。 リニア発電は、磁石とそれに相対する位置にあるコイルのいずれかが上下或いは左右に摺動し、これによってコイルの両端子に電圧を発生させて発電する機構である。 本発明に於いては、永久磁石の磁気作動面の内側に位置するコイル（以下内側発電用コイルと言う）、又は永久磁石の磁気作動面の外側に位置するコイル（以下外側発電用コイルと言う）、の磁石或いはコイルのいずれかが摺動して発電をする装置の構造及びその使用方法を提示する。

課題１、 陸上走行車輛が走行中に車軸と車体本体の間に発生する振動を抑制する為の制震装置としてのショックアブソーバーの外周或いは側面にリニア発電装置を並設する場合に於いて、ショックアブソーバーの持つ固有の問題点を指摘し、並設に対する解決手段を提示する。

課題２、 陸上走行車輛が走行中に車軸と車体本体の間に発生する振動を利用する発電装置を振動緩和装置へ併設する場合に、車種によっては設置場所の高さ、収容領域の大きさ、等の条件によって設置される環境が異なる。 そのような環境に適合可能なリニア発電装置とその並設方法を提示する。
以上の問題を解決することが本発明の課題となる。

課題１、を解決するための手段として、ショックアブソーバーと発電装置の間を発電部内側円筒とその上部に設置する弾性皮膜体ベローズによって隔離し、ショックアブソーバーの外周と発電装置の内壁の間に空気が自由に上下出来る空気流通空間を作り、この空間を通じて空気の移動を行ってショックアブソーバー外周の温度を低下させ、負荷の高い重量車輛等の場合は、同ショックアブソーバーの外周へ前述の空気流通空間内に複数のフィンを設置して、冷却の効果を高めることを提案している。

例１、 （図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７ 参照）
単筒式ショックアブソーバーの外周に空気が自由に流通出来る空間を置き、その外周にリニア発電装置を設置し、上部躯体連結バーと下部躯体連結バーによって単筒式ショックアブソーバーとリニア発電装置を連結する形態である。 前記ショックアブソーバーのピストンロッド上部に発電装置も含めた装置全体の上部を覆う上部躯体保持部を設置し、その中心部外周に空気流通孔を設置する。
前記空気流通孔は飛来する異物の混入を防ぐためには格子等の設置も有効な手段となる。次に、上記空気流通孔の外周へ下方に向けて垂直に内側弾性皮膜体のベローズを設置する。 その下部に発電部内側円筒を設置し、最下部を底部円形板に直立させて接合する。 同円筒の外側に内側発電用コイルを複数配置する。

次に、前記上部躯体保持部の内側弾性皮膜体の外側に下方に向けて垂直に摺動套を設置する。
同摺動套に前記内側発電用コイルと対向させて、内外両面が磁気作動面となる永久磁石の内側磁気作動面を、前記内側発電用コイルと接触しない状態に複数を設置する。 同摺動套下部の内部又は外部から摺動補助ロール又は、リニアベアリングを設置して摺動套の正確な上下運動を保持する。 次に、前記上部躯体保持部の最外周の下部に外側弾性皮膜体ベローズを設置する。 その下部に発電部外側円筒を設置して最下部を底部円形版の最外周に直立させて接合する。 同発電部外側円筒の内面に、外側発電用コイルを前記永久磁石の外側磁気作動面に対向する位置で同永久磁石と接触しない状態に設置する。 発電部の最下部は発電部底部円形板があり、その上側に発電部内側円筒と発電部外側円筒を上記の如く直立させることとなる。
以上の形態を構成する状態で、上部躯体連結バーと下部躯体連結バーによって単筒式ショックアブソーバーと発電部を連結する。 これによってショックアブソーバーと発電装置が上部は弾性皮膜体のベローズにより、下部は発電部内側円筒によって空気流通空間を置いて隔離され、ショックアブソーバーのピストンロッドの上下運動に付随して永久磁石も上下運動を行うこととなり、装置は車軸の上下運動によってリニア式の発電を行う。

前記空気流通空間は、前記上部躯体保持部の中心付近に設置された空気流通孔によって装置の上下で空気の出入が可能となる。 車輛走行中に発生する車軸の上下運動によって上部躯体保持部は上下運動を繰り返し、前記空気流通空間の気圧を変化させる。 これにより空気は流動し、ショックアブソーバー外周の温度上昇を防ぐ。 又、万一漏洩したオイルもこの空気流通空間を通過し、空気流通空間下部から外部へ放出され、発電装置への影響は回避される。

例２、（図８、図９、図１０、図１１、参照）
複筒式ショックアブソーバーの外周に空気が自由に流通できる空間を置き、その外側にリニア発電装置を並設し、上部躯体連結バーと下部躯体連結バーによって複筒式ショックアブソーバーとリニア発電装置を連結する形態である。 全体の形状は、例１と比較して、ショックアブソーバーが単筒式から複筒式に変化したもので、発電部の構造とショックアブソーバーの連結方法は変わっていない。
次に、ショックアブソーバーの最外周壁に放熱用のフィンを縦に複数枚設置する。 ショックアブソーバーのピストンロッドに設置された前記装置の上部躯体保持部の上下運動によって空気が空気流通空間内を移動する。 この空気がフィンに触れて温度を下げ、ショックアブソーバーの外壁温度を下げる効果を齎す。 又、万一漏洩したオイルはこの空気流通空間を通過して空気流通空間下部より外部へ放出され、発電装置には影響を及ぼさないものとなる。

例３、（図１２、図１３、図１４、図１５、参照）
狭隘な場所に設置する為に、単筒式、又は複筒式ショックアブソーバーに並設する発電装置に於いて、全体の外径を少なくするための例を示すものである。
その方法は、例１と同じく上部躯体連結バーと下部躯体連結バーによって、単筒式ショックアブソーバーの外周に空気が自由に流通できる空間を置いて発電装置を並設する。 前記ショックアブソーバーのピストンロッドの上部に装置全体を覆う上部躯体保持部を設置し、その中心部の外周に空気流通孔を設置する。 次に上記空気流通孔の外周に下方に向けて垂直に内側弾性皮膜体のベローズを設置する。 その下部に発電部内側円筒を設置し、最下部を底部円形板に直立させて接合する。 その外面に内側発電用コイルを複数配置し、上部を前記内側弾性皮膜体ベローズと連結する。 次に前記上部躯体保持部の内側弾性皮膜体の外側に下方に向けて垂直に摺動套を設置する。 同摺動套に内側片面が磁気作動面となる永久磁石を前記コイルと対向する位置で、同コイルと接触しない状態に複数を設置する。 同摺動套下部の内部又は外部に摺動補助ロール又は、リニアベアリングを設置して摺動套の正確な上下運動を保持する。

前記上部躯体保持部の最外周の下部に下方に向けて垂直に外側弾性皮膜体ベローズを設置する。 その下部に発電部外側円筒を設置し、最下部を底部円形板に直立させて接合する。 次に、上部躯体連結バーと下部躯体連結バーによって単筒式ショックアブソーバーと発電部を連結する。 ショックアブソーバーと発電装置は上部が弾性皮膜体のベローズにより、下部が発電部内側円筒によって空気流通空間を置いて隔離され、ショックアブソーバーのピストンロッドの上下運動に付随して永久磁石も上下運動を行うこととなり、装置はリニア式の発電を行う。
又オイルシールから漏洩したオイルはこの空気流通空間を通過して空気流通空間下部より外部へ放出され、発電装置には影響を及ぼさないものとすることが出来る。

次に、ショックアブソーバーの外周で上記空気流通空間の中に放熱用のフィンを縦に複数枚設置する。 ショックアブソーバーのピストンロッドに設置された前記装置の上部躯体保持部の上下運動によって空気が前記空気流通空間内を移動する。 この空気がフィンに触れて温度を下げ、ショックアブソーバーの外周温度を下げることが出来る。 又万一オイルシールから漏洩したオイルはこの空気流通空間を通過して外部へ放出され、発電装置には影響を及ぼさないものとすることが出来る。
図１２、は単筒式ショックアブソーバーへ適用した例で、内側発電用コイルは内側に設置され、発電用永久磁石は外側に設置されている。この場合は、発電用永久磁石がコイルの外側を摺動する形式である。図１３、は複筒式ショックアブソーバーに適用した例で、発電用コイルは外側に設置され、発電用永久磁石は内側に設置されている。この場合は、発電用コイルが発電用永久磁石の外側を摺動する構造である。

例４、 （図１６、図１７、図１８、図１９、図２０、参照）
前例迄の如くショックアブソーバーのオイルのリークと外側壁面の温度上昇に対するものでなく、オイルのリークのみを問題点としたものである。 この場合はショックアブソーバーと発電部は完全に独立隔離する必要はないと想定される。
リークするオイルは、１度に大量に排出されるものではなく、長期間に渉って少量づつが流出する。 これに対処する為にはオイルシール部の外部にオイル受け部を置き、流出するオイルを細管によってショックアブソーバーの下部、又は側面から排出させる形態として発電装置の安全を確保する。 発電部の内容は前４例のものと同様に単筒式、複筒式のショックアブソーバーに対して、内側発電用コイルと永久磁石の内側磁気作動面と対向させ、外側発電用コイルと永久磁石の外側磁気作動面と外側発電用コイルを対向させ、車軸の上下運動によって生ずる振動を永久磁石の上下運動に変えて発電させる発電装置を示す。

例５、 （図２１、図２２、参照）
前例迄の、ショックアブソーバーの外周へリニア発電装置を並設する以外の方法で、電車、トラック、バス等の大型車両から、電動２輪車までの幅広い適用可能な方法を紹介する。
ショックアブソーバーの側面へ、或いは大型車輛例えばバス、トラック、電車等のサスペンションの横にリニア発電装置を平行に設置し、ショックアブソーバーのピストンロッドの上下運動と同調してコイル又は永久磁石を上下運動させることによって、リニア発電を行う方法を提示している。 サスペンションの車軸側連結部とリニア発電装置の車軸側連結部を横に連結し、その下部に合同下部連結部を設置して車軸側と連結し、サスペンションの車体本体側連結部とリニア発電装置の車体本体側連結部を並列に連結し、その上部に合同上部連結部を設置して車体本体側と連結し、車輪の上下運動による振動をサスペンションで制震し、車輪の上下運動による振動を発電部の永久磁石の上下運動にとさせて発電する方法を紹介する。 この場合に、大型車輛の場合に急激な金属的なショックを制震装置と発電装置へ与えるのを避け、スムースな上下運動が得られるように接合部へ弾性物質による緩衝装置を設置する。

発電部の内容は、サスペンションのピストンロッドの上下運動を発電部内の摺動套の上下運動を同じものとし、両面が磁気作動面となる永久磁石を使用して内側発電用コイルと永久磁石の内側磁気作動面とを対向させ、外側発電用コイルと永久磁石の外側磁気作動面を対向させ、車軸の上下運動によって生ずる振動を永久磁石の上下運動に変化させて発電をする方式による発電装置を提示している。 この場合には、上記の発電用コイルと永久磁石の位置を逆にし、サスペンションの形状、或いは設置する環境に合わせ、片側が磁気作動面となる永久磁石を使用して内側発電用コイルと永久磁石の外側作動面と対向させ、車軸の上下運動によって生ずる振動を永久磁石の上下運動に変えて発電させる発電装置とし、発電部の外径を小径のものとして対応することも可能である。

例６、（図２３、図２４、図２５）参照
リニア発電装置の上部にエアーサスペンションを設置し、その下部にリニア発電装置による発電部を設置し、必要に応じて外部にコイルスプリングを設置し、ショックアブソーバーを使用しない状態で、サスペンションと発電の両機能を発揮する手段を提示する。
その形状は、上部にサスペンション機能用のエアーダンパー部を置き、下部にリニア発電機能を持った発電部を置く。 更にその必要に応じて本装置の外部へコイルスプリングを設置してダンパーとしての機能を高めることも可能となる。 車軸接続部上部に円形底部を設置し、その中心上部に主軸を直立させ上部にリニアベアリングを設置し、これにピストンロッドを挿入し、同ピストンロッドの最上部は車体本体へ接続させ、その下に上部躯体保持部を設置する。 次に、円形底部の最外周に発電部外側円筒を直立させてその最上部に弾性皮膜体ベローズを設置する。
同弾性皮膜体ベローズの最上部は上部躯体保持部の外周に接続し、発電部の上部は上部仕切板で覆う。 主軸の外側にリニア発電用内側コイルを複数設置する。

発電部の中に位置するピストンロッドの外周に摺動套を設置し、同摺動套に前記内側発電用コイルと対向する位置に、両面が磁気作動面となる永久磁石の内側磁気作動面を、を前記発電用内側コイルと接触しない状態に配置する。 同摺動套下部の内部又は外部に摺動補助ロール又はリニアベアリングを設置して摺動套の正確な上下運動を保持する。 発電部外側円筒の内面に発電用外側コイルを前記両面が磁気作動面となる永久磁石の外側磁気作動面に対向する位置で前記永久磁石と接触しない状態に配置する。 車輪の上下運動による振動によってピストンロッドは上下運動を行い、全ての永久磁石は対向する位置にあるコイルの前で上下運動を行って起電力を発生させる。 以上の動作によって、本装置はエアークッションのダンパー機能とリニア発電装置の機能を発揮するものとなる。 制震の機能を高めるためには装置の外周にコイルスプリングを設置して緩衝力を高める。

効果１、
ショックアブソーバーとリニア発電機を並設して、車輛の走行中に発生する車輪の上下運動の振動を電力に変換する場合に、ショックアブソーバー側で問題となるのは、長期間に渉って使用することによってショックアブソーバーの内部で使用されるオイルがオイルシールの摩耗によって漏洩する可能性があること、及び、重量車輛に使用されるショックアブソーバーの外周が内部ピストンの上下動作によって温度上昇の可能性があることである。
本発明によってショックアブソーバーの機能部とリニア発電の機能部は空気流通空間によって隔離され、併せてショックアブソーバーの外周へのフィンを設置した場合には、空気との接触面積が増し、これによってショックアブソーバー外周の温度上昇が抑制され、又、万一ショックアブソーバーのオイルが漏洩した場合には、上記の空気流通空間を通じてオイルは系外に排出されて発電装置への悪影響を避けることが出来る。

効果２、
効果１、で説明したショックアブソーバーのオイル漏洩のみが問題となる場合に、オイルシール部分の外側にオイル受け部を設置し、ここから細管を使用して装置の下部又は側面から系外に排出し、発電装置への影響を避けることが出来る。

効果３、
大型車両から電動２輪車迄の制震装置の横へ発電装置を平行に設置出来ることによって、 オイル漏れ、温度上昇等の問題は直接発電装置への影響するものとならず、且つ形状及び製作工程が単純化されてコストが下り、適用範囲の拡大も見込まれて地球環境の改善への効果は大きい。

効果４、
装置の上部にエアーチャンバーを置き、その下部にリニア発電装置を設置して上下を貫通するピストンロッドを置き、同ピストンロッドに摺動套を設置し、これに発電用の永久磁石を設置した装置、或いはその外周にリングスプリングを配置する装置によって、陸上走行車輛の車輪の上下運動によるショックの軽減効果を確保し、併せて発電の同時効果を得ることが出来る。

効果５、
本発明の用途は広く、重量車輛から中国では１億台以上が利用されている電動２輪車への適用も可能であり、省エネの効果は大きい。

陸上走行車輌緩衝装置に於ける単筒式ショックアブソーバーへの適用例で、ショックアブソーバーの外周に空気流通空間を設置し、その外側にリニア発電装置を設置した図で、車輪が下降した場合を示す。

陸上走行車輌緩衝装置に於ける単筒式ショックアブソーバーへの適用例で、ショックアブソーバーの外周に空気流通空間を設置し、その外側にリニア発電装置を設置した図で、車輪が上昇した場合を示す。

同上装置の上部躯体保持部上部平面図で、空気流通空間の配置状況を示す。

同上装置の下部平面図で、下部躯体連結バー、空気流通空間下部の配置を示す。

図１のA-A断面図で、ピストンロッド、短筒式ショックアブソーバー、空気流通空間、ショックアブソーバーとリニア発電装置との上部躯体連結バーの配置断面を示す。

図１のB-B断面図で、短筒式ショックアブソーバー、空気流通空間、内側発電コイル、内側永久磁石、外側永久磁石、外側発電コイル、発電部外側円筒の配置断面を示す。

図１のC-C断面図で、短筒式ショックアブソーバー、空気流通空間、発電部内側円筒、下部摺動套、摺動套下部摺動補助ロール、発電部外側円筒の配置断面を示す。

陸上走行車輌緩衝装置に於ける複筒式ショックアブソーバーへの適用例で、ショックブソーバーの外周に空気流通空間を設置し、ショックアブソーバーの外周に放熱用のフィンを設置し、その外側にリニア発電装置を設置した図で、車輪が下降した場合を示す。

図８のA-A断面図で、ピストンロッド、複筒式ショックアブソーバー、空気流通空間、リニア発電装置及び上部躯体連結バーの配置断面を示す。

図８のB-B断面図で、複筒式ショックアブソーバー、内側発電コイル、空気流通空間、放熱用フィン、内側永久磁石、外側永久磁石、外側発電コイル、発電部外側円筒の配置断面を示す。

図８のC-C断面で、複筒式ショックアブソーバー、空気流通空間、放熱用フィン、発電部内側円筒、下部摺動套、摺動套下部摺動補助ロール、複筒式ショックアブソーバー、底部コントールバルブ、発電部外側円筒の配置断面を示す。

陸上走行車輌緩衝装置に於ける単筒式ショックアブソーバーへの適用例で、ショックアブソーバーの外側に空気流通空間を置き、その外側に複数のコイルを設置し、ショックアブソーバーのピストンロッドに設置した装置の上部躯体本体保持部に摺動套を設置し、摺動套に前記コイルと対向する位置に内側片面が磁気作動面となる永久磁石を設置して、リニア発電機を形成させ全体を小径化した図で、車輪が下降した場合を示す。小径化する為の構造である。

陸上走行車輌緩衝装置に於ける複筒式ショックアブソーバーへの適用例で、ショックブソーバーの外側に空気流通空間を置き、その外側に外側片面が磁気作動面となる永久磁石複数を設置し、ショックアブソーバーのピストンロッドに設置した装置の上部躯体本体保持部に摺動套を設置し、摺動套に前記永久磁石と対向する位置にコイルを設置して、リニア発電機を形成させ全体を小径化した図で、車輪が上昇した場合を示す。小径化する為の構造である。

前図装置の上部躯体保持部上部Ｂ−Ｂ断面図で、空気流通空間、フィンの配置断面を示す。

装置の上部躯体本体保持部を示すもので、上側図は空気流通孔を示し、下側図は空気流通孔への小異物の進入を防ぐ格子設置の設置状況を示す。

陸上走行車輌緩衝装置に於ける複筒式ショックアブソーバーへの適用例で、ショックアブソーバーのオイルシール部の外側にオイル受け部を設置し、同オイル受け部からオイル放出用細管を下方に向けて設置して、その外周にリニア発電装置を設置した図で、車輪が下降した場合を示す。

図１６のＡ−Ａ断面図で、上部連結バー、オイル細管、ピストンロッドの断面を示す。

図１６のB-B断面図で、単筒式ショックアブソーバー、内側発電コイル、オイル細管、内側永久磁石、発電部外側円筒の配置断面を示す。

図１６のC-C断面で、単筒式ショックアブソーバー、オイル細管、発電部内側円筒、下部摺動套、摺動套下部摺動補助ロール、発電部外側円筒の配置断面を示す。

陸上走行車輌緩衝装置に於ける単筒式ショックアブソーバーの外側にリニア発電装置を設置した図で、ショックアブソーバーのオイルシール部の外側にオイル受け部を設置し、同オイル受け部から細管を装置の側面までの間に設置し、オイルシールから漏洩したオイルを装置の側面から外部へ放出する装置の図で、車輪が降下した場合を示す。

陸上走行車輌緩衝装置に於けるショックアブソーバーとリニア発電装置を平行に並立させ、下部は互いに連結させて車軸に装着させ、上部は双方のピストンロッドを連結させて車体本体に装着させる構造を示す。

陸上走行車輌の各種の緩衝装置に於けるサスペンションとリニア発電装置を平行に並立させ、下部は互いに連結させて車軸に装着させ、上部は双方のピストンロッドを連結させて車体本体に装着させ、発電部上部を外部摺動套で発電部外側円筒を覆い、発電部内空気圧変動を軽減する構造の断面図。

リニア発電装置の上部に弾性皮膜体のベローズによるエアーチャンバーを設置し、陸上走行車輛の車輪の上下運動に対する制震効果を得ると同時に、ピストンロッドの上下運動によるリニア発電効果を得る装置の断面図で、車輪が下降した時の状態を示す。これによって制震機能を補完する。

リニア発電装置の上部に弾性皮膜体のベローズによるエアーチャンバーを設置し、陸上走行車輛の車輪の上下運動に対する制震効果を得ると同時に、ピストンロッドの上下運動によるリニア発電効果を得る装置の断面図で、車輪が上昇した時の状態を示す。 これによって制震機能を補完する。

リニア発電装置の上部に弾性皮膜体のベローズによるエアーチャンバーを設置し、併せて更に高い制震効果を得るために、装置の外周にコイルスプリングを設置し、陸上走行車輛の車輪の上下運動に対する制震効果を得ると同時に、ピストンロッドの上下運動によるリニア発電効果を得る装置の断面図で、車輪が下降した時の状態を示す。これによって制震機能を補完する。

課題１、
陸上走行車輛の走行中に発生する車輪の上下運動による振動を電力に変えると言う発想は、過去にも先行技術として紹介されている。 然しながらその実現には多くの問題を克服する必要がある。 これらの装置の設置場所が車輛の本体の下部で多くの異物の飛来が予想され、且つ狭隘な場所に設置することが必要である。 本発明は車輛走行中に車輪の上下運動による振動を吸収する緩衝装置としてのショックアブソーバーの外周にリニア発電装置を並設し、ショックアブソーバーのピストンロッドの上下運動によって前記リニア発電装置のコイル又は永久磁石が、前記ピストンロッドと同じ上下運動を起こすように結合させ、同永久磁石と同コイルの相対的位置変化によって発電させることを目途としている。

この場合に問題となるのが長期使用によるショックアブソーバーのオイル漏洩と、ショックアブソーバー外周の発熱である。 この問題を解決する為に、本発明ではショックアブソーバーの外周に空気の流通する空間を設置して空気を流通させて温度を下げ、更にはショックアブソーバーの外周にフィンを設置して流通する空気との接触面積を増やして温度低下の効果を高め、且つ万一漏洩したオイルはこの空気流通空間を通して外部へ排出させ、また、上部躯体保持部をピストンロッドに結合させ、ピストンロッドの上下運動と共に上下に振動して風圧の変動を起こし、前記空気流通空間における空気の停滞を防止する方式も提案している。

課題２、
陸上走行車輛の走行中に発生する車輪の上下運動による振動を電力に変える場合の前述の如くショックアブソーバーの外周へ発電装置を設置する方法もあるが、前述の如くに油漏れの様な場合には対処の方法が複雑となり、車輛の床下と言う環境での作業も手数が掛るものとなる。 この場合に制震装置と横に並べて発電装置を置き、両装置を個別にメインテナンス出来るようにすることによって作業も実施しやすくなる。 又、異なった形式の制震装置の採用も可能となる。
この場合に問題となるのが、制震装置の設置条件によっては車軸から伝わる振動が金属的リバウンドとして同時に発電装置の上下の接続部へ伝えられ、発電効率と装置の寿命に影響があると言う懸念があることである。 この問題も同時に解決することを考慮しなければならない。

実施例１．
図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図１４、図１５、は請求項１に関連する。
本例は、単筒式ショックアブソーバーの外周にリニア発電装置を並設したものである。
単筒式ショックアブソーバーは、車輛本体側への上部接合部（１）によって車体本体と接合され、底部は車軸側への下部接合部（３２）によって車軸と接合される。 ショックアブソーバーと発電装置は、上部は上部躯体連結バー（９）下部は下部躯体連結バー（３１）によってショックアブソーバーのピストンシリンダー（２１）の外壁と発電部内側円筒（１０）との間に空気流通空間（２８）を隔てて連結させる。

装置の車輛本体側へ接合させる上部接合部（１）は、その下部のショックアブソーバーのピストンロッド（４）によってショックアブソーバーのピストン（２３）と連結される。 同ショックアブソーバーのピストン（２３）は、車輛走行中に生ずる車輪の上下運動による振動によって上記ショックアブソーバーのピストンシリンダー（２１）のオイル層の中で上下運動を行う。 ショックアブソーバーのピストン（２３）にはショックアブソーバーのピストンオリフィス（２４）が設置され、ショックアブソーバーの上部オイル層（２２）とショックアブソーバーの下部オイル層（２５）の間のオイルの流れの量をショックアブソーバーのピストンオリフィス（２４）の調節弁によって調節する。 ショックアブソーバー下部オイル層（２５）の下部にショックアブソーバーのフリーピストン（２６）があり、その下部にショックアブソーバー下部の気層（２７）がある。 同ショックアブソーバー下部の気層（２７）は車輪の上下運動による振動によって圧縮とその反発による膨張を繰り返す。以上の動作によって振動を吸収する。

本例では、単筒式ショックアブソーバーのピストンシリンダー（２１）の外周に空気流通空間（２８）を配置し、その外側に発電部内側円筒（１０）を配置し、同発電部内側円筒（１０）の外側に複数の内側発電用コイル（１２）を内側コイル支持材（１１）によって設置する。 上記発電部内側円筒（１０）は、上部を内側弾性皮膜体ベローズ（５）によってショックアブソーバーのピストンロッド（４）の上部に接合された上部躯体保持部（２）に接合し、下部は発電部底部円形板（３０）に接合する。
次に、前記内側発電用コイル（１２）の外周に同内側発電用コイルと対向する位置に両面が磁気作動面となる発電用永久磁石の内側磁気作動面（１３）を前記内側発電用コイル（１２）と接触しない状態に配置する。

上記の各永久磁石は磁石保持材（１４）によって発電用磁石保持金具（１５）に接合され、同発電用磁石保持金具（１５）の上部は上部摺動套（６）に連結され、同上部摺動套（６）の最上部は上部躯体保持部（２）に接合され、下部は下部摺動套（１９）に接合され、同下部摺動套（１９）は発電部内側円筒（１０）又は発電部外側円筒（２０）に設置された摺動補助ロール又はリニアベアリング（２９）によって上下運動の精度を保持し、次に、前記円形で両面が磁気作動面となる永久磁石の外側側作動面（１６）と対向する位置に外側発電用コイル（１７）を同磁気作動面と接触しない位置で発電部外側円筒（２０）の内側に外側コイル支持材（１８）よって設置する。 次に、発電部外側円筒（２０）の上部を外側弾性皮膜体ベローズ（７）によって装置の上部躯体保持部（２）に接合させ、下部を発電部底部円形板（３０）と結合させる。

以上によってショックアブソーバーと発電装置は空気流通空間（２８）によって隔離された状態となる。 ショックアブソーバーのピストンロッド（４）は、車軸の振動によって上下運動を繰り返す。 この上下運動は、連結された上部躯体保持部（２）の上下運動となり、これに接合した上部摺動套（６）に設置された永久磁石の内側磁気作動面（１３）、永久磁石の外側磁気作動面（１６）は同時に上下運動を行う。 その結果、対向する位置に設置された内側発電用コイル（１２）及び外側発電用コイル（１７）には電力が発生する。 この発電装置は永久磁石の内側作動面（１３）と、永久磁石の外側作動面（１６）の２面が作動面となり、その双方の対向する位置に内側発電用コイル（１２）及び外側発電用コイル（１７）を配置している為に、発電装置の発電能力は後述の片面のみが作動面となる発電装置と比較して約２倍の電力を発生するものとなる。

次に、 装置の上部躯体保持部（２）はショックアブソーバーのピストンロッド（４）と連結されている為に同ショックアブソーバーのピストンロッド（４）と同じ上下運動を繰り返して空気流通孔（３）から空気を吸入或いは排出をさせ、空気流通空間（２８）内の空気の移動作用を引き起こす。 これによってショックアブソーバーの外周は冷却される。 同時に、万一ショックアブソーバーのオイルが漏洩した場合でも空気流通空間（２８）を通じて空気流通空間下部から系外へ排出され、発電装置へ影響は及ぼすものとはならない。
図１５は、装置の上部躯体保持部の形態を示した参考例である。 同図の中の装置の上部躯体保持部空気流通孔（３）に於いて、車輛走行中に同装置の躯体保持部に設けられた空気流通孔から微細な異物が空気流通空間（２８）の中に進入するのを避ける為に、装置の上部躯体保持部空気流通孔の格子（４０）を配置した例である。

図８．図９、図１０、図１１、は請求項３に関連する。
本例は、複筒式ショックアブソーバーの外周にリニア発電装置を併設した例である。
複筒式ショックアブソーバーは、装置の車輛本体側への上部接合部（１）によって車体本体と接合され、底部は装置の車軸側への下部接合部（３２）によって車軸と接合される。 ショックアブソーバーと発電装置は、上部は上部躯体連結バー（９）下部は下部躯体連結バー（３１）によってショックアブソーバーの外筒（３４）と発電部内側円筒（１０）との間に空気流通空間（２８）を隔てて連結させる。 装置の車輛本体側への上部接合部（１）は、その下部のショックアブソーバーのピストンロッド（４）によってショックアブソーバーのピストン（２３）と連結される。 同ショックアブソーバーのピストン（２３）は、車輛走行中に生ずる車輪の上下運動による振動によって上記ショックアブソーバーのピストンシリンダー（２１）のオイル層の中で上下運動を行う。

ショックアブソーバーのピストン（２３）にはショックアブソーバーのピストンオリフィス（２４）が設置され、ショックアブソーバーの上部オイル層（２２）とショックアブソーバーの下部オイル層（２５）の間のオイルの流れの量をショックアブソーバーのピストンオリフィス（２４）の調節弁によって調節する。 ショックアブソーバーのピストンシリンダー（２１）の底部に複筒式ショックアブソーバーの内筒底部コントロールバルブ（３５）があり、ここで複筒式ショックアブソーバーの外筒（３６）への流入量のコントロールを行う。 同複筒式ショックアブソーバーの外筒（３６）には上部に複筒式ショックアブソーバー外筒の気層（３７）があり、下部にはショックアブソーバーの外筒のオイル層（３６）がある。 同複筒式ショックアブソーバー外筒の気層（３７）は車輪の上下運動による振動によって圧縮とその反発による膨張を繰り返す。 これによって振動を吸収する。

本例では、複筒式ショックアブソーバーの外筒（３４）の外周に空気流通空間（２８）を配置し、更に同複筒式ショックアブソーバーの外筒（３４）の外周に複数のフィン（３８）を設置して空気流通空間内（２８）を移動する空気との接触面の面積を拡大して放熱効果を高め、その外側に発電部内側円筒（１０）を配置し、前記発電部内側円筒（１０）の外側に複数の内側発電用コイル（１２）を内側コイル支持材（１１）によって設置する。 上記発電部内側円筒（１０）は、上部を内側弾性皮膜体ベローズ（５）によってショックアブソーバーのピストロッド（４）上部に設置された上部躯体保持部（２）に接合し、下部は発電部底部円形板（３０）に接合する。 次に、前記内側発電用コイル（１２）の外周で同内側発電用コイルと対向する位置に、両面が磁気作動面となる発電用永久磁石の内側磁気作動面（１３）を同内側発電用コイルと接触しない位置に配置する。

上記の各永久磁石は磁石保持材（１４）によって発電用磁石保持金具（１５）に接合され、同発電用磁石保持金具（１５）の上部は上部摺動套（６）に連結され、その最上部は上部躯体保持部（２）に接合し、下部は下部摺動套（１９）に連結され、同下部摺動套（１９）は発電部内側円筒（１０）又は発電部外側円筒（２０）に設置された摺動補助ロール又はリニアベアリング（２９）によって上下運動の精度を保持し、次に、永久磁石の外側磁気作動面（１６）と対向する位置で外側発電用コイル（１７）を前記外側磁気作動面に対向する位置に同永久磁石の外側磁気作動面（１６）と接触しない位置で発電部外側円筒（２０）の内側に外側発電用コイル支持材（１８）よって配置する。 発電部外側円筒（２０）は上部を外側弾性皮膜体ベローズ（７）によって上部躯体保持部（２）に連結させ、下部は発電部底部円形板（３０）と結合させる。 以上によってショックアブソーバーと発電装置は空気流通空間（２８）によって隔離された状態となる。

ショックアブソーバーのピストンロッド（４）は、車軸の振動によって上下運動を繰り返す。 この上下運動は、連結された上部躯体保持部（２）の上下運動となり、これに接合した上部摺動套（６）に設置された永久磁石の内側磁気作動面（１３）、永久磁石の外側磁気作動面（１６）は同時に上下運動を行う。 その結果、対向する位置に設置された内側発電用コイル（１２）及び外側発電用コイル（１７）には起電力が発生する。 この発電装置は永久磁石の内側磁気作動面（１３）と、永久磁石の外側磁気作動面（１６）の２面が作動面となり、その双方の対向する位置に内側発電用コイル（１２）及び外側発電用コイル（１７）を配置している為に、発電装置の発電能力は後述の片面のみが作動面となる発電装置と比較して約２倍の電力を発生するものとなる。

次に、装置の上部躯体保持部（２）はショックアブソーバーのピストンロッド（４）と連結されている為に、同ショックアブソーバーのピストンロッド（４）と同じ上下運動を繰り返し、空気流通孔（３）から空気を吸入或いは排出し、空気流通空間（２８）内の空気の上下運動を引き起こす。 これによってショックアブソーバーの外周は冷却される。 本例では、複筒式ショックアブソーバーの外壁（３４）にフィン（３８）を設置して流動する空気との接触面積を拡大して冷却効果を高め、同時に、万一ショックアブソーバーのオイルが漏洩した場合でも空気流通空間（２８）を通じて空気流通空間下部から系外へ排出され、発電装置へ影響は及ぼすものとはならない。

図１２、図１３、図１４、図１５、は請求項１に関連する。
本例は、装置を狭隘な場所に設置する為に装置を小径化する方法として単筒式ショックアブソーバーの外周に配置するリニア発電装置の永久磁石の１面のみを作動面とて対向するコイルも1列の形状としたものである。単筒式ショックアブソーバーは前述実施例１と同一の作動を行う。
本例では、短筒式ショックアブソーバーのピストンシリンダー（２１）の外周に空気流通空間（２８）を配置し、その外側に発電部内側円筒（１０）を配置し、同発電部内側円筒（１０）の外側に複数の内側発電用コイル（１２）を内側コイル支持用材（１１）によって配置する。 上記発電部内側円筒（１０）は、上部を内側弾性皮膜体ベローズ（５）によってピストロッド（４）上部に接合された上部躯体保持部（２）に接合し、下部は発電部底部円形板（３０）に接合する。 次に、同内側発電用コイル（１２）の外周に同コイルと対向する位置に、円形で片面が作動面となる永久磁石の内側発電用磁石（１３）を同コイルと接触しない位置に配置する。

各永久磁石は磁石保持用材（１４）によって発電用磁石保持金具（１５）に接合され、同発電用磁石保持金具（１５）の上部は上部摺動套（６）に連結され、その最上部は装置の上部躯体保持部（２）に接合し、下部は下部摺動套（１９）に連結され、同下部摺動套（１９）は発電部内側円筒（１０）又は発電部外側円筒（２０）に設置された摺動補助ロール又はリニアベアリング（２９）によって上下運動の精度を保持し、発電部外側円筒（２０）は上部を外側弾性皮膜体ベローズ（７）によって装置の上部躯体保持部（２）に連結させ、下部は発電部底部円形板（３０）と結合する。

以上によってショックアブソーバーと発電装置は空気流通空間（２８）によって隔離された状態となる。 車輛走行中に車軸の振動によってショックアブソーバーのピストンロッド（４）は上下運動をする。 同ショックアブソーバーのピストンロッドに設置された装置の上部躯体保持部（２）も上下運動をする。 前記装置の上部躯体保持部（２）に接続された永久磁石の内側発電用磁石（１３）を保持する摺動套（６）も同じく上下運動をする。これによって発電用コイル（１２）に近接した位置で永久磁石の内側発電用磁石（１３）が上下運動を行い、リニア発電の効果によって発電用コイル（１２）には起電力が発生する。

次に、装置の上部躯体保持部（２）はショックアブソーバーのピストンロッド（４）と連結されている為に同ショックアブソーバーのピストンロッド（４）と同じ上下運動を繰り返して空気流通孔（３）から空気を吸入或いは排出し、空気流通空間（２８）内の空気の上下運動を引き起こす。これによってショックアブソーバーの外周は冷却される。 同時に、万一ショックアブソーバーのオイルが漏洩した場合でも空気流通空間（２８）を通じて系外へ排出され、発電装置へ影響は及ぼすものとはならない。

図１６、図１７、図１８、図１９、図２０、は、請求項２に関連する。
本例は、ショックアブソーバーの外周にリニア発電装置を併設する場合に於いて、オイルの漏洩のみが問題となり、温度上昇が障害とならない場合に適用出来る方法である。 製作費削減と、外径の若干の低下による設置の安易さが期待できるものである。
単筒式または複筒式ショックアブソーバー本体の頂部にあるオイルシール（８）の外側にオイルの受け部（３９）を設置して漏洩したオイルを受け入れ、同オイルの受け部（３９）から細管（４１）によって垂直に装置の下部へ、或いは装置の側面に導き、ここから系外へ排出させるものである。
ショックアブソーバー及び発電部の形態、機能は上述の各種の例と同じであるが、漏洩したオイルの排出方法を変えているものである。

課題２、
図２１、図２２、は請求項４に関連する。
本例は、大型車輛の各種サスペンション（５７）、或いは、普通自動車や、オートバイ、電動２輪車のショックアブソーバー（４４）とリニア発電装置を平行に大型車輛の各種サスペンション結合バンド（４７）、で連結し、双方のピストンロッド上部を上部接続バー（４９）で連結して上部接合部（４８）によって車体本体側と接合させ、下部は、双方の下部接合部を下部接続バー（４５）で連結して下部接合部（５０）によって車軸側と接合させてショックアブソーバーによって車輪の上下運動の衝撃を緩衝させ、同時に発生する発電部のピストンロッドの上下運動によって電力を発生させる方法である。 リニア発電部は、小径が要求される場合にはコイル（１２）と対向する永久磁石を片面が磁気作動面となる永久磁石（１３）を使用し、設置環境が許されれば永久磁石を両面が磁気作動面となる永久磁石を使用し、この２面に対向するコイルを配置して発電能力を倍増することも可能である。 特に（５８）の弾性体の緩衝装置の設置によって発電部への金属的な衝撃を避けることが出来る。 本装置は、大型車両から、普通自動車のショックアブソーバー、電動２輪車のサスペンション等に平行に設置し、幅広い活用が期待できる。

図２３、図２４、図２５、は請求項５に関連する。
本例は、前例迄に紹介した各種のリニア発電装置の上部にエアーダンパーを設置し、更にその外周にコイルスプリングを配置して上走行車輛の車軸の上下運動の強力な衝撃を吸収するダンパーの効果と、リニア発電による発電の効果を得るための装置である。
（１）の車体本体との接合部（１）の直下にピストンロッド（４）を設置し、その上部に上部躯体保持部（２）を設置する。 次いで、車軸側の接合部（３２）の上部に底部円形版を下部連結バーによって設置する。 その中心の上に主軸（５２）を垂直に設置する。 同主軸（５２）の外周に複数の内側発電用コイル（１２）を内側コイル支持材（１１）によって配置する。 次に、同内側発電用コイル（１２）の外周で同内側発電用コイルと対向する位置に、両面が磁気作動面となる永久磁石の内側磁気作動面（１３）を同内側発電用コイルと接触しない位置に配置する。

上記の各永久磁石は磁石保持材（１４）によって磁石保持金具（１５）に接合され、同磁石保持金具（１５）の上部はピストンロッド（４）に連結される上部摺動套（６）に連結されてピストンロッドに接合し、下部は下部摺動套（１９）に連結され、同下部摺動套（１９）は主軸（５２）又は発電部外側円筒（２０）に設置された摺動補助ロール又はリニアベアリング（２９）によって上下運動の精度を保持し、次に、永久磁石の外側磁気作動面（１６）と対向する位置で外側発電用コイル（１７）を前記外側発電用永久磁石に対向する位置に同永久磁石の外側磁気作動面（１６）と接触しない位置で発電部外部円筒の内側に外側コイル支持材（１８）よって配置する。 陸上走行車輛の車輪の上下運動による車軸の振動は、上部のエアーチャンバーによって制震され、下部のリニア発電装置によって電力を発生させるものとなる。

図２３、図２４に示す上部躯体保持部（２）、弾性皮膜体ベローズ（５）、（７）及び 上部仕切り板（５５）によって形成されるダンパーと、下部の発電部で形成されたダンパー機能が生じ、更に陸上走行車輛の走行中に発生する車輪の上下運動による更に高い衝撃を吸収する為には、図２５に示す如く、発電部の外周にコイルスプリング（５４）を設置して衝撃の吸収をする形状とする。 コイルスプリングの下部は発電部の外周に設置されたコイルスプリング下部保持部（５６）によって保持され、上部は車体本体へ接続される。 高い衝撃は外周に設置されたコイルスプリング（５４）で制震し、コイルスプリングのリバウンド等の低い衝撃をエアーダンパーが吸収し、下部のリニア発電装置によって電力を発生させる構造である。 ２３図は、車輪が降下した時の状態を示す図２４は、車輪が上昇した時の状態、。

現在世界は環境保護の為に石化エネルギーの削減の為の努力している。 ハイブリッドカーや電気自動車の普及はその一環である。 然るに現在は電気自動車の単位充電時間当たりの走行距離は短く、実用上の問題として指摘されている。 本発明は車輛の走行中に発生する振動を電気エネルギーに変換し、これをメインバッテリーへ充電して再利用を図るものが主目的であり、廃棄されて来た振動のエネルギーを電力再利用するものであり、その利用可能性は大きい。 また、実際に使用する場合には、併設する緩衝装置の抱える問題点の解決も必要であり、且つ装置を設置する場合に環境的には最も厳しい場所でもある。 本発明はそれを解決するための技術であり、利用価値は高いものである。 また、電車や大形車輛から一般乗用車、中国では１億台を超えると言われる電動自動２輪車への適用も可能であり、用途は広い。 更に請求項５の発電装置は、陸上走行車輛に利用する可能性と併せて別の一般工業用途、例えば、レシュプロ式エアーコンプレッサー、ルーツブロア―の排気口にセットして過去に於いては廃棄されていたエネルギーの電力化が可能となり、多くの用途への利用の可能性がある。

（１）車輛本体側への上部接合部
（２）上部躯体保持部
（３）空気流通孔
（４）ピストンロッド
（５）内側弾性皮膜体ベローズ
（６）上部摺動套
（７）外側弾性皮膜体ベローズ
（８）オイルシール
（９）上部躯体連結バー
（１０）発電部内側円筒
（１１）内側コイル支持材
（１２）内側発電用コイル
（１３）永久磁石の内側磁気作動面
（１４）磁石保持用材
（１５）発電用磁石保持金具
（１６）永久磁石の外側磁気作動面
（１７）外側発電用コイル
（１８）外側コイル支持材
（１９）下部摺動套
（２０）発電部外側円筒
（２１）ショックアブソーバーのピストンシリンダー
（２２）ショックアブソーバーの上部オイル層
（２３）ショックアブソーバーのピストン
（２４）ショックアブソーバーのピストンオリフィス
（２５）ショックアブソーバーの下部オイル層
（２６）ショックアブソーバーのフリーピストン
（２７）ショックアブソーバーのフリーピストン下部気層
（２８）空気流通空間
（２９）摺動補助ロール又はリニアベアリング
（３０）底部円形板
（３１）下部躯体連結バー
（３２）車軸側への下部接合部
（３４）複筒式ショックアブソーバーの外筒
（３５）複筒式ピストンシリンダー底部コントロールバルブ
（３６）複筒式ショックアブソーバー外筒の液層
（３７）複筒式ショックアブソーバー外筒の気層
（３８）放熱用フィン
（３９）オイル受け部
（４０）空気流通孔の格子
（４１）オイル細管
（４２）外套
（４３）外套下部
（４４）ショックアブソーバー単体
（４５）連結バー
（４６）リニアベアリング
（４７）接合バンド
（４８）合同上部接合部
（４９）上部接続バー
（５０）合同下部接合部
（５１）ピストンロッド受け入れ部
（５２）主軸
（５３）中間円筒
（５４）コイルスプリング
（５５）上部仕切板
（５６）コイルスプリング下部保持部
（５７）大型車輛のサスペンション
（５８）弾性体緩衝装置

Claims (2)

1. 車輪の上下運動によって振動が発生する車軸との間に介装する発電装置に於いて、車輪の上下運動によって震動が発生する車軸との間に介装する振動緩和装置の周囲に空気流通空間を隔てて設置し、振動緩和装置のピストンロッドの上下運動を発電装置内部のコイルとこれに対向する位置に配置された片面又は両面が磁気作動面となる永久磁石又はコイルの上下運動とさせて発電することを特徴とするリニア発電装置。
2. 振動緩和装置の外周にフィンを設けたことを特徴とする請求項１記載のリニア発電装置。

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