JP6998089B2 - エネルギー変換効率改善装置 - Google Patents

Description

本発明は、エネルギー変換効率改善装置に関する。

エネルギー変換効率改善装置の一態様として、自動車に代表される内燃機関を動力とする車両の燃費を向上させる目的でこの車両に設置される鉱石混合体が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に開示された鉱石混合体は、車両のセンターコンソール内等に配置され、シリコン単結晶粉末、炭粉末、水晶粉末及びレアメタル単体粉末またはレアメタル化合物粉末を含むものである。特許文献１に係る鉱石混合体を車両の所定位置に配置することで、車両内のガソリン燃料、オイル等の液体を改質して燃費を向上させ、これにより車両の性能を十分に引き出すことができるとされている。

特許６２５３１１５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された鉱石混合体によりもたらされる燃費改善効果よりもなお、車両の燃費改善をより高めたいという要望があった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、設置された機器等におけるエネルギー変換効率をさらに改善することが可能なエネルギー変換効率改善装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明の一つの観点に従うエネルギー変換効率改善装置は、導線を巻回してなり、導線の両端が直流電源に接続された第一のアンテナと、第一のアンテナを構成する導線に接続され、インダクタンス素子及びキャパシタ素子を直列または並列に接続してなるＬＣモジュールを少なくとも一つ有するＬＣ回路部と、少なくとも二種類の異種材料を接合してなる接合材料部と、導体からなり、中心軸に対して線対称に形成されかつ中心軸の一方向に向かうに従って外径が大きくなる形状に形成されたホーン部とを有し、第一のアンテナ、ＬＣ回路部、接合材料部及びホーン部は、中心軸に沿って上下に並べられて配置されている。

本発明によれば、設置された機器等におけるエネルギー変換効率をさらに改善することが可能なエネルギー変換効率改善装置を実現することができる。

実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の概略構成図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の第一のアンテナ及びＬＣ回路部の概略の回路構成を示す図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の接合材料部を示す図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置のホーン部を示す断面図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の板状部材の一例を示す側面図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の板状部材の他の例を示す側面図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の第一のアンテナの一例を示す図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の第一のアンテナの他の例を示す図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の第一のアンテナのまた他の例を示す図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の第一のアンテナのさらに他の例を示す図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の第一のアンテナのさらに他の例を示す図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の第一のアンテナを構成する導線の一例を示す図である。 実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置のＬＣ回路部の構成の一例を示す回路図である。 実施例２に係るエネルギー変換効率改善装置の概略構成図である。 実施例２に係るエネルギー変換効率改善装置の第一、第二のアンテナ及びＬＣ回路部の概略の回路構成を示す図である。 実施例３に係るエネルギー変換効率改善装置の概略構成図である。 実験例１に係るエネルギー変換効率改善装置を設置した自動車の燃費の実験データの一例を示すグラフである。 実験例１に係るエネルギー変換効率改善装置を設置した自動車の燃費の実験データの他の例を示すグラフである。 実験例１に係るエネルギー変換効率改善装置を設置した自動車の制動距離の実験データの一例を示すグラフである。 実験例２に係るエネルギー変換効率改善装置を設置した自動車の室内環境音の実験データの一例を示す表である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置の概略構成図である。

本実施例に係るエネルギー変換効率改善装置１は、第一のアンテナ１０、ＬＣ回路部１１、接合材料部１２、ホーン部１３、板状部材１４及び第二のアンテナ１５を有し、これらが図１に示すように、第一のアンテナ１０、ＬＣ回路部１１、接合材料部１２、ホーン部１３、板状部材１４及び第二のアンテナ１５の順に上下に並べられて筐体１６内に収納されて構成されている。

但し、後述するエネルギー変換効率改善効果の観点からは、これら第一のアンテナ１０等が図１に示す順に上下に並べて配置されることは必須ではなく、出願人の実験結果によれば、おおよそ１ｍ程度の近傍にこれら第一のアンテナ１０等が配置されていれば所望の効果を得ることができることが判明している。また、これら第一のアンテナ１０等の配置の順序についても特段の限定はない。加えて、筐体１６内にこれら第一のアンテナ１０等が収納されている必要もない。

図２は、実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置１の第一のアンテナ１０及びＬＣ回路部１１の概略の回路構成を示す図である。

第一のアンテナ１０には、図略の直流電源が接続されている。本実施例のエネルギー変換効率改善装置１が自動車の車内に配置される場合、この直流電源は車載バッテリー（直流１２Ｖ）であることが好ましい。

第一のアンテナ１０と直流電源との間には、図２に示すように直流電圧安定化・電流制限回路２０が介在されている。この直流電圧安定化・電流制限回路２０は、直流電源が車載バッテリーであった場合、この車載バッテリーの出力電圧が不安定になることがあり、また、後述するＬＣ回路部１１には大電流を流す必要がないことから、車載バッテリーの出力電圧を安定化し、さらに、ＬＣ回路部１１への入力電流を所定値（一例としてｍＡオーダーの電流値）に制限する観点から設けられている。直流電圧安定化・電流制限回路２０そのものは周知の回路であるから、その具体的な回路構成の説明は省略する。

第一のアンテナ１０は、図１及び図２に示すように、導線２１を巻回して構成されている。導線２１の両端２１ａ、２１ｂは、それぞれ直流電圧安定化・電流制限回路２０を介して直流電源に接続されている。これにより、第一のアンテナ１０には直流電源が供給される。

第一のアンテナ１０は、図７に示すように、導線２１を環状に巻回してなるドーナツ型であってもよく、また、図８に示すように、中心部から外縁部に向かって導線２１が大きな隙間なく巻回されたパンケーキ型であってもよく、さらには、図９に示すように、導線２１を平面視して数字８または記号∞の形状に複数回巻回したメビウス型であってもよい。また、図１０に示すように、外縁部から中心部に向かい、さらに中心部から折り返して再度外縁部に至るように導線２１を巻回してなる、パンケーキ型であってもよい。そして、図１１に示すように、図７～図１０に示す形状を組み合わせた立体的形状を有するものであってもよい。

第一のアンテナ１０を構成する導線２１の材質に特段の限定はないが、一例として、エナメル被覆または塩ビ被覆された無酸素銅線が挙げられる。図７～図１１に示す導線２１は単線であるが、複数本の導線２１を平行に並べたものを巻回して第一のアンテナ１０を構成してもよいし、さらには図１２の（ａ）に示すように、一本の導線２１を中央部で折り返したものを巻回して第一のアンテナ１０を構成してもよい。加えて、図１２の（ｂ）に示すように、図１２の（ａ）に示すものを撚った撚線状の導線２１を巻回して第一のアンテナ１０を構成してもよい。

図２に戻って、ＬＣ回路部１１は、第一のアンテナ１０を構成する導線２１の一端２１ｂ及び直流電圧安定化・電流制限回路２０にそれぞれ接続されている。このＬＣ回路部１１は、コイル等のインダクタンス素子Ｌ１及びコンデンサ等のキャパシタ素子Ｃ１を直列に接続してなるＬＣモジュール２２ａ、またはコイル等のインダクタンス素子Ｌ２及びコンデンサ等のキャパシタ素子Ｃ２を並列に接続してなるＬＣモジュール２２ｂの少なくともいずれか一方を有する。好ましくは、これらＬＣモジュール２２ａ、２２ｂが共通の基板（図略）に搭載されてＬＣ回路部１１が構成されている。

インダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２であるコイルとしては、ボビンタイプ、トロイダルタイプ等のものが周知であるが、どのような大きさ、形状、形式のコイルであっても適用が可能である。どのような大きさ等のコイルを採用するかは、エネルギー変換効率改善装置１が適用される自動車等の対象物に応じて適宜決定すればよい。コイルが空芯または有芯であるかも同様に対象物に応じて適宜決定すればよい。コイルを構成する導線についても、第一のアンテナ１０の導線と同様に単線または複数線のいずれも適用可能である。

なお、ＬＣ回路部１１に供給される電流が直流電圧安定化・電流制限回路２０によって制限されている関係から、インダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２のインダクタンス値は、一例として５０ｍＨ～１００ｍＨ、あるいはそれ以下の数値であればよい。

キャパシタ素子Ｃ１、Ｃ２であるコンデンサについてもその種類に特段の制限はない。また、ＬＣ回路部１１に供給される電流が直流電圧安定化・電流制限回路２０によって制限されている関係から、キャパシタ素子Ｃ１、Ｃ２のキャパシタンス値は、一例として５０μＦ～１００μＦ、あるいはそれ以下の数値であればよい。

ＬＣ回路部１１は複数のＬＣモジュール２２ａ、２２ｂを有していてもよい。図２に示す例では、ＬＣ回路部１１は複数のＬＣモジュール２２ａ、２２ｂ、より詳細にはＬＣモジュール２２ａ及びＬＣモジュール２２ｂを一つずつ有し、これらＬＣモジュール２２ａ、２２ｂが並列に接続されてＬＣ回路部１１を構成している。

このようにＬＣ回路部１１が複数のＬＣモジュール２２ａ、２２ｂを有する場合、各々のＬＣモジュール２２ａ、２２ｂの共振周波数

（但し、Ｌはインダクタンス素子のインダクタンス値、Ｃはキャパシタ素子のキャパシタンス値）
が異なることが好ましい。

ＬＣ回路部１１を構成するＬＣモジュール２２ａ、２２ｂの個数には特段の制限はない。図１３の（ａ）～（ｄ）に示すように、複数のＬＣモジュール２２ａ、２２ｂを直列または並列に接続してＬＣ回路部１１を構成してもよい。

図３は、実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置１の接合材料部１２を示す図である。

図３に示すように、接合材料部１２は、少なくとも二種類の異種材料を接合して構成されている。図３に示す例では、ある物質からなる第一の板材２３の図中上面及び下面に、それぞれ第一の板材２３を構成する物質と異なる物質からなる第二の板材２４を貼り合わせて構成されている。

接合材料部１２を構成する第一及び第二の板材２３、２４の材質は、好ましくは貴金属であるが、一般的な遷移金属元素である金属であっても、貴金属単体を材料としたものと同様の効果を演出できる。一例として、アルミ、銅、鉄、亜鉛、チタン、ニッケルなどの金属である。また、これら貴金属及び金属の合金（例えばステンレス）であってもよい。出願人の実験結果によれば、車両の内燃機関の燃焼特性の改善のためには、第一及び第二の板材２３、２４としてアルミニウムと銅、亜鉛、チタン、ニッケルとの組み合わせが有効であることが判明している。

貴金属及び金属以外にも、第一及び第二の板材２３、２４として鉱石及び有機物質を使用することも可能である。上述した例以外に、第一及び第二の板材２３、２４として用いうる金属及び貴金属の例としては、酸化アルミニウム、リン銅、ジュラルミン、真鍮、酸化マグネシューム、ブリキ（スズ）、鉛、銀、金、プラチナ等が挙げられ、鉱石の例としては花崗岩、玄武岩、トルマリン鉱石、セラミックス等が挙げられ、有機物質の例としてはポリプロピレン、プラスチック、塩ビ等が挙げられる。

出願人の実験結果によれば、貴金属や宝石類などの鉱石を利用することで大きな効果を得られることが判明している。一方で、工業的生産を行う観点から希少金属類を材料に採用することは現実問題として困難であり、たとえ使用したとしても費用対効果が大幅に低下する。さらに、天然鉱石を使用した場合、産地により大幅に構成物質の割合が異なってしまうため、複数ロットのブレンドが必要となり、製品性能を一定の高さに保つことが難しくなる。従って、工業的生産を行う観点から安定的に供給可能な材料を選定することが好ましい。

図４は、実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置１のホーン部１３を示す断面図である。

図４に示すように、ホーン部１３は、中心軸Ｃに対して線対称に形成されかつ中心軸Ｃの一方向に向かうに従って外径が大きくなる形状に形成されている。

より詳細には、図４の（ａ）に示すように、導体からなり、ホーン部１３は、断面形状が台形であって内部が中空に形成され、上下面にそれぞれ開口を有する形状に形成されている。すなわち、ホーン部１３は錐体からその上部にある錐体を取り除いた、いわば錐台状に形成されており、かつ、内部が中空に形成され、上下面にそれぞれ開口を有する形状に形成されている。ホーン部１３を形成する錐台は、底面及び上面がそれぞれ多角形に形成された角錐台状に形成されてもよく、あるいは、底面及び上面がそれぞれ円形に形成された円錐台状に形成されてもよい。製作の容易性の観点からは、ホーン部１３は円錐台状に形成されることが好ましい。

あるいは、図４の（ｂ）に示すように、ホーン部１３は錐台状であって中実に形成されてもよい。

あるいは、ホーン部１３は、上面及び底面が多角形または円形に形成され、円形であればその半径が漸次増加するもののその増加率が一定でない、あるいは多角形であればその辺が漸次増加するもののその増加率が一定でない形状に形成されてもよい。

加えて、ホーン部１３は、半球状または球欠（断面形状が弓形である立体）状に形成されてもよい。

さらに、ホーン部１３は、これら錐台、半球等が上下方向に多段に積層された形状であってもよい。

ホーン部１３を形成する部材は任意であるが、部材の調達性と加工性とを考慮すると、アルミニウムまたは銅が好適である。

図５は、実施例１に係るエネルギー変換効率改善装置１の板状部材１４の一例を示す側面図である。

板状部材１４は、異なる粒径を有する無機物を略平板状に形成してなるものである。板状部材１４を形成する無機物の粒径は、好ましくは複数の粒径範囲を有する。粒径範囲としては、一例として２～５ｍｍ程度、０．１ｍｍ程度、数十μｍ程度が挙げられる。

無機物は一例として酸化ケイ素を中心とした天然鉱石及び炭素（炭など）である。これ以外の無機物としては貴金属や水晶などの宝石が挙げられるが、調達性と加工性との観点からは水晶が好ましい。

これ以外の無機物として、レアメタルとして、バナジウム、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、インジウム、アンチモン、テルル、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、ビスマスからなる群の中から一以上のレアメタル単体粉末または一以上のレアメタル化合物粉末を含んでもよい。さらに、レアアースとして、スカンジウム、プラセオジウム、サマリウムの群の中から一以上のレアアース単体粉末又は一以上のレアアース化合物粉末を含んでもよい。

このように、板状部材１４は複数種類の無機物を含んでもよい。

異なる粒径を有する無機物粒体または粉体は混合され、図６の（ａ）、（ｂ）に示すように樹脂により少なくともその一部の空隙が充填されて固化され、略平板状に形成されて板状部材１４が形成される。あるいは、粘土等により少なくともその一部の空隙が充填された後に高温処理され、セラミックスとして一体化されて略平板状に形成されて板状部材１４が形成される。

なお、板状部材１４における「略平板状」において、板厚に特段の限定はなく、いわゆる薄膜状、フィルム状の無機物集合体もここにいう「略平板状の板状部材１４」に含まれる。

また、板状部材１４の形成方法も任意であり、無機物粒体または粉体が混合されて型に入れられて固化される方法、樹脂をバインダーとした混練体を形成し、これを筐体１６の内面、ＬＣ回路部１１を構成する基板の一面、あるいは接合材料部１２の一面に塗布して板状部材１４を形成してもよい。さらに、複数の板状部材１４を重畳してこれらを一体の板状部材１４としてもよい。

第二のアンテナ１５は、第一のアンテナ１０と同様に、導線を巻回して構成されている。第二のアンテナ１５の形状は第一のアンテナ１０で列挙したものから適宜選択されればよい。

本実施例のエネルギー変換効率改善装置１は、一例として、このエネルギー変換効率改善装置１が設置された自動車の内燃機関の燃費をさらに向上させ、また、制動距離をさらに短縮させる効果を有する。つまり、本実施例のエネルギー変換効率改善装置１は、このエネルギー変換効率改善装置１の近傍におけるエネルギー変換の効率をさらに改善させることができる。かかる効果については、後述する実験例により詳細に示す。

図１４は、実施例２に係るエネルギー変換効率改善装置の概略構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。また、図１５は、実施例２に係るエネルギー変換効率改善装置の第一、第二のアンテナ及びＬＣ回路部の概略の回路構成を示す図である。なお、以下の説明において、実施例１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化する。

本実施例のエネルギー変換効率改善装置１は、上述の実施例１と同様に、第一のアンテナ１０、ＬＣ回路部１１、接合材料部１２、ホーン部１３及び第二のアンテナ１５を有する。

ＬＣ回路部１１及び第一のアンテナ１０は一枚の基板３０上に形成されている。第一のアンテナ１０の上には、例えばアルミニウム製の円筒状のガイドチューブ３１が配置され、このガイドチューブ３１の内部にホーン部１３が設けられている。

ＬＣ回路部１１は、図１５に詳細を示すように、コイル等のインダクタンス素子Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…及びコンデンサ等のキャパシタ素子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…を並列に接続してなるＬＣモジュール２２ｂを有する。図１５に示す例では複数のＬＣモジュール２２ｂがＬＣ回路部１１に設けられているが、その数に限定はない。また、ＬＣモジュール２２ｂを構成するインダクタンス素子Ｌ及びキャパシタ素子Ｃの常数（インダクタンス値、キャパシタンス値）にも特段の制限はない。逆に、本実施例のエネルギー変換効率改善装置１を対象装置に設置し、所望の効果が得られるように常数を設定することが好ましい。一例として、インダクタンス素子Ｌのインダクタンス値を１０μＨ～１００μＨの範囲で任意に選択し、このインダクタンス素子Ｌに共鳴するキャパシタンス値を有するキャパシタ素子Ｃを選択する。

図１４に示す例では、ＬＣモジュール２２ｂを構成するインダクタンス素子Ｌ及びキャパシタ素子Ｃとして、トロイダルコイル及び電解コンデンサが図示されている。トロイダルコイルＬは、図１４の（ｂ）に最もよく示すように、ガイドチューブ３１を挟んで前後に配置されることが好ましい。また、キャパシタ素子Ｃは、図１４の（ａ）に示すように、ガイドチューブ３１を挟んで左右に配置されることが好ましい。さらに、基板３０及びトロイダルコイルＬ及び電解コンデンサＣは、樹脂３２により封止されていることが好ましい。

また、ＬＣ回路部１１には、ＬＣ回路部１１を構成する導線に、この導線の材質と異なる材質からなる電流触媒３３が挿入されている。電流触媒３３は、その材質によりエネルギー変換効率改善装置１の性質を変化させる。電流触媒３３は、一例としてアルミニウム、マグネシューム、チタン等を含む合金、または導電性セラミックスからなる。上述のように、電流触媒３３の材質によりエネルギー変換効率改善装置１の性質が変化するので、複数の電流触媒３３を用意しておき、図略のスイッチ（含むリレー素子）によりいずれかの電流触媒３３を切り替えて通電させてもよい。

電流触媒３３と第一のアンテナ１０との間には、ダイオードアレイ３４及びフューズ３５が挿入されている。ダイオードアレイ３４は少なくとも一つのダイオードからなり、電流触媒３３の材質によりその個数が定められる。なお、ダイオードアレイ３４に代えてトランジスタを設けてもよい。この場合、トランジスタのベース端子を第二のアンテナ１５に接続し、エミッタ端子及びコレクタ端子をＬＣ回路部１１の導線に接続する。

ＬＣ回路部１１には、汎用バッテリー安定化回路３６が電源として接続されている。但し、上述の実施例１のように車載バッテリーがＬＣ回路部１１に接続されてもよく、この場合、汎用バッテリー安定化回路３６は不要である。車載バッテリーはＬＣ回路部１１に直接接続されてもよく、あるいは、実施例１に示す直流電圧安定化・電流制限回路２０が介在されてもよい。

汎用バッテリー安定化回路３６は、直流電源３７と、この直流電源３７に並列に接続されたダイオード３８ａ、３８ｂ及びこのダイオード３８ａ、３８ｂ間に介在されたコンデンサ３９とを有する。ダイオード３８ａ、３８ｂは直流電源３７に対して逆方向に接続されている。従って、これらダイオード３８ａ、３８ｂ及びコンデンサ３９に電流は殆ど流れないが、本発明者の実験結果によれば、電池により直流電源３７を構成したとき、この電池の減りが遅くなっている。

汎用バッテリー安定化回路３６と第一のアンテナ１０との間には電流調整用の抵抗４０が挿入されている。電流調整用の抵抗４０は、抵抗値が１ｋΩ～１０ｋΩである。

汎用バッテリー安定化回路３６とＬＣモジュール２２ｂとの間にはパイロットランプとしての発光ダイオード４１が挿入されている。この発光ダイオード４１は、点灯したときの明度が適切なものになるように順方向電圧Ｖ_Ｆが選択されている。本発明者の実験結果によれば、点灯していることが確認できる程度の明度であることが好ましい。

本実施例における第二のアンテナ１５は、多角形に形成された一対の金属板４２、４３に挟まれて一体に形成されている。金属板４２、４３は、その形状及び材質によりエネルギー変換効率改善装置１の性質が変化するので、エネルギー変換効率改善装置１が配置される装置に応じて適宜形状、材質を選定することが好ましい。金属板４２、４３は、一例としてアルミニウム、銅などから形成される。形状も、多角形、さらには正多角形など、適宜選択されうる。

一方の金属板４２は、インダクタンス素子４４（キャパシタ素子でもよい）を介して、それぞれ順方向に接続されたダイオード４５ａ、４５ｂの間に接続され、このダイオード４５ａ、４５ｂがＬＣ回路部１１の導線に接続されることで、第二のアンテナ１５はＬＣ回路部１１に電気的に接続されている。また、ダイオード４５ａ、４５ｂにはキャパシタ素子４６が並列に接続されている。

一対の金属板４２、４３を含む第二のアンテナ１５は、図１４に示すように、基板３０の下部に設けられた収納部５０内に配置されている。また、実施例１で示した接合材料部１２もこの収納部５０内に配置されている。さらに、板状部材１４が収納部５０内に配置されていてもよい。

従って、本実施例のエネルギー変換効率改善装置１によっても、上述の実施例１のエネルギー変換効率改善装置１と同様の効果を奏することができる。

図１６は、実施例３に係るエネルギー変換効率改善装置の概略構成図である。本実施例のエネルギー変換効率改善装置１は、実施例１及び／または実施例２のエネルギー変換効率改善装置１に付随して、エネルギー変換効率改善の対象となる装置に設けられる。一例として、エネルギー変換効率改善の対象となる装置が自動車であれば、実施例１及び／または実施例２のエネルギー変換効率改善装置１はエンジンルーム内に設けられ、本実施例のエネルギー変換効率改善装置１はトランクルームに設けられる。

本実施例のエネルギー変換効率改善装置１は、円筒部材の上端を封止してなる上部外筐体６０と、同様に円筒部材の下部を封止してなる下部外筐体６１とを有する。上部外筐体６０と下部外筐体６１とは外径及び内径が略同一であり、実際に本実施例のエネルギー変換効率改善装置１が使用される際、下部外筐体６１の上部に上部外筐体６０が配置され、これにより、上部外筐体６０及び下部外筐体６１の内部に各種部材が収納可能な空間が形成される。同様に、下部外筐体６１の下部にも各種部材が収納可能な空間が形成され、この空間は裏蓋６２により封止されている。

上部外筐体６０及び下部外筐体６１は、プラスチックまたはアルミニウム合金で形成されている。また、裏蓋６２はステンレスで形成されている。

上部外筐体６０及び下部外筐体６１の内部に形成された空間には、プラスチックまたはアルミニウム合金からなる円筒状の内筐体６３が収納されている。内筐体６３には、円錐状に巻き回された一対のコイルがその頂点で接続された形状の円錐コイル６４、または、円筒状に巻き回された一対のコイルが上下方向に接続された円筒コイル６５の少なくとも一方が収納されている。これら円錐コイル６４及び円筒コイル６５は、その中間で巻回方向が逆転している。

円錐コイル６４または円筒コイル６５の上部及び下部のそれぞれにはホーン部１３が設けられている。円錐コイル６４等の上部にあるホーン部１３は、下に向かうに従って外径が小さくなり、円錐コイル６４等の下部にあるホーン部１３は、上に向かうに従って外径が小さくなる形状であることが好ましい。

また、下部外筐体６１の下部には、接合材料部１２、さらには必要に応じて板状部材１４が収納されている。

本実施例のエネルギー変換効率改善装置１は、実施例１及び／または実施例２のエネルギー変換効率改善装置１と相まって、エネルギー変換効率改善効果をさらに高めることができる。

実験例１

実験例１に用いた、実施例１に開示されたエネルギー変換効率改善装置１の詳細は次の通りである。

まず、第一のアンテナ１０としてドーナツ型のアンテナを用いた。ＬＣ回路部１１は図２に示すようなＬＣモジュール２２ａ、２２ｂをそれぞれ１つずつ用い、これらを並列接続したものである。第一のアンテナ１０とＬＣ回路部１１とは樹脂により封入した。

接合材料部１２は２つ用い、ホーン部１３の上下にそれぞれ配置した。一方の接合材料部１２は、多数の貫通孔をパンチングしたパンチングメタルであるアルミニウム板の上面または下面に亜鉛板とチタン板とを横方向に配置したものである。他方の接合材料部１２は、多数の貫通孔をパンチングしたパンチングメタルであるアルミニウム板の上面または下面に亜鉛板とニッケル板とを横方向に配置、接合したものである。

ホーン部１３は円錐台状に形成され、中空でかつ上面及び底面が開口した形状を有するアルミニウム製のものである。

板状部材１４は、鉱石粒子を含むセラミック板の上面または下面に合成樹脂板とニッケル合金板とを横方向に配置、積層したものである。

そして、これら第一のアンテナ１０、ＬＣ回路部１１、接合材料部１２、ホーン部１３及び板状部材１４を図１に示すような順に上下方向に積層し、筐体１６内に収納して実験例のエネルギー変換効率改善装置１を構成している。

＜燃費試験その１＞
ＢＭＷ社製のＭｉｎｉ Ｃｏｏｐｅｒ Ｓ（排気量１６００ｃｃ ガソリンエンジン ターボチャージャー付）Ｒ５６サルーン（２０１１年モデル）を用いて、燃費試験を行った。燃費は満タン法により計測した。走行距離のうち高速道路の割合が異なる複数の区間を用いて走行し、燃費の計測を行った。走行距離は、燃費試験に用いた自動車に搭載された車載コンピュータ（オンボードコンピュータ）により特定区間の定点観測を行うことで計測した。実験例のエネルギー変換効率改善装置１を搭載した場合と搭載していない場合との燃費により、実験例のエネルギー変換効率改善装置１による燃費改善効果を測定した。全ての燃費試験は同一のドライバーにより実施された。

燃費試験の結果を図１７のグラフに示す。実線が実験例のエネルギー変換効率改善装置１を搭載した場合の燃費のグラフ、破線が実験例のエネルギー変換効率改善装置１を搭載しない（つまり市販されている状態の）場合の燃費のグラフである。測定区間における高速道路の割合によらず、実験例のエネルギー変換効率改善装置１を搭載した場合の燃費が搭載しない場合の燃費を上回っている。

特に、高速道路の割合が増加するほど燃費の改善効果が高まっていることがわかる。これは、ガソリンエンジンが一定回転している領域において実験例のエネルギー変換効率改善装置１が特に燃費改善効果が高いからであると推測される。
＜燃費試験その２＞

上述した燃費試験を、ＢＭＷ社製の１１８ｄ Ｍ Ｓｐｏｒｔ（排気量２０００ｃｃ ディーゼルエンジン ターボチャージャー付）Ｆ２０（２０１９年モデル）についても行った。燃費試験の結果を図１８のグラフに示す。上述の燃費試験その１と同様の傾向の結果が得られたが、燃費改善効果は燃費試験その１よりも低い傾向にあった。これは、ガソリンエンジンは内部で火花を用いて燃料に着火して燃焼させているのに対して、ディーゼルエンジンでは内部で液体燃料を噴射することで圧縮着火が行われており、より高圧縮比であることから、そもそも燃焼効率が高いためと推測される。

＜制動試験＞
ＢＭＷ社製のＭｉｎｉ Ｃｏｏｐｅｒ Ｓ（排気量１６００ｃｃ ガソリンエンジン ターボチャージャー付）Ｒ５６サルーン（２０１１年モデル）を用いて、一定速度で走行する自動車に急ブレーキをかけた際の制動距離を測定する制動試験を行った。全ての制動試験は同一のドライバーにより実施された。

制動試験の結果を図１９のグラフに示す。実線が実験例のエネルギー変換効率改善装置１を搭載した場合の制動距離のグラフ、破線が実験例のエネルギー変換効率改善装置１を搭載しない（つまり市販されている状態の）場合の制動距離のグラフである。急ブレーキ前の速度が高いほど（早いほど）制動距離の改善効果が高いことがわかる。

このように、実験例１のエネルギー変換効率改善装置１によれば、燃費改善効果及び制動距離の改善効果の双方を得ることができる。

実験例２

実施例２のエネルギー変換効率改善装置１を自動車のラジエータに、実施例３のエネルギー変換効率改善装置１を同じ自動車のトランクルームに配置した際の室内環境音の変化を測定した。実施例２のエネルギー変換効率改善装置１については、金属板４２、４３の形状、材質及びホーン部１３の向きを変えて６種類用意した。

使用した自動車は、上述の実験例１と同じ、ＢＭＷ社製の１１８ｄ Ｍ Ｓｐｏｒｔ（排気量２０００ｃｃ ディーゼルエンジン ターボチャージャー付）Ｆ２０（２０１９年モデル）である。車内環境は、自動車に付属するエアコンを作動していない状態であり、周囲に騒音が発生していない状態で室内環境音の音圧を測定した。測定場所は、発明者の自宅駐車場である。室内環境音は、ＴＡＳＩ社のデジタルサウンドレベルメーターＴＡ８１５１により測定した。測定は、自動車前席のひじ掛け上部１０ｃｍの位置で手持ちで測定した。測定時間は１０秒間であり、これを３０秒おきに３回繰り返し、最大値と最小値とを求めた。

図２０の表に示すように、実施例２及び実施例３のエネルギー変換効率改善装置１が設置されていない場合、室内環境音は５３ｄＢ～５９ｄＢであったのが、実施例２及び実施例３のエネルギー変換効率改善装置１が設置された場合、室内環境音は最低４７．９ｄＢ、最高５６．６ｄＢに低下した。室内環境音の低下は、主に自動車のエンジンなどの騒音の発生源においてエネルギー変換効率が改善された（エンジンの摩擦が低下するなど）結果であると解釈することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…エネルギー変換効率改善装置 １０…第一のアンテナ １１…ＬＣ回路部 １２…接合材料部 １３…ホーン部 １４…板状部材 １５…第二のアンテナ １６…筐体 ２０…電流制限回路 ２１…導線 ２２ａ、２２ｂ…ＬＣモジュール ３０…基板 ３１…ガイドチューブ ３３…電流触媒 ３４…ダイオードアレイ ３６…汎用バッテリー安定化回路 ４２、４３…金属板 ５０…収納部 ６０…上部外筐体 ６１…下部外筐体 ６３…内筐体 ６４…円錐コイル ６５…円筒コイル

Claims (6)

1. 導線を巻回してなり、前記導線が直流電源に接続された第一のアンテナと、
   前記第一のアンテナを構成する前記導線に接続され、インダクタンス素子及びキャパシタ素子を直列または並列に接続してなるＬＣモジュールを少なくとも一つ有するＬＣ回路部と、
   少なくとも二種類の異種材料を接合してなる接合材料部と、
   導体からなり、中心軸に対して線対称に形成されかつ前記中心軸の一方向に向かうに従って外径が大きくなる形状に形成されたホーン部と
   を有し、
   前記第一のアンテナ、前記ＬＣ回路部、前記接合材料部及び前記ホーン部は、前記中心軸に沿って上下に並べられて配置されていることを特徴とするエネルギー変換効率改善装置。
2. 前記直流電源と前記第一のアンテナとの間に介在され、前記直流電源からの直流電圧を安定化しかつ前記直流電源からの直流電流を所定値に制限する安定化回路を有することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー変換効率改善装置。
3. 導線を巻回してなる第二のアンテナを有し、前記第二のアンテナは前記第一のアンテナ、前記ＬＣ回路部、前記接合材料部及び前記ホーン部とともに、前記中心軸に沿って上下に並べられて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー変換効率改善装置。
4. 異なる粒径を有する無機物を略平板状に形成してなる板状部材を有し、前記板状部材は前記第一のアンテナ、前記ＬＣ回路部、前記接合材料部及び前記ホーン部とともに、前記中心軸に沿って上下に並べられて配置されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のエネルギー変換効率改善装置。
5. 前記板状部材は前記ＬＣ回路部及び／または前記接合材料部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のエネルギー変換効率改善装置。
6. 異なる粒径を有する無機物を略平板状に形成してなる板状部材と、
   前記第一のアンテナ、前記ＬＣ回路部、前記接合材料部及び前記ホーン部を少なくとも収納する筐体とを有し、
   前記板状部材は筐体の内面に設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のエネルギー変換効率改善装置。

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