JP2000092783A

JP2000092783A - 乾電池型電源装置

Info

Publication number: JP2000092783A
Application number: JP10257925A
Authority: JP
Inventors: Toshio Suzuki; 登志雄鈴木
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物としての処理・処分が不要で、充電設備
のない場所や緊急・非常時などにおいても確実に使用す
ることができる「乾電池型電源装置」を提供する。【解決手段】プラス電極１４を有する上部筐体１２およ
びマイナス電極１５を有する下部筐体１３から構成され
る筐体１１の外形を、例えば単３型の乾電池とほぼ同様
の外形とする。筐体１１の上下部分を指２２で挟んで、
バネ１６の付勢力に抗して押圧し、次に押圧解除するこ
とにより、ロータ回転増幅用ギア１７により発電ロータ
１８が回転され、電磁誘導により発電コイル１９に電流
が生じる。この電流は充電回路２０を介してコンデンサ
などの二次電池２１に蓄電される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乾電池型の外形を
有する電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】懐中電灯、ラジオ、携帯電話、ヘッドホ
ン・ステレオ、ＣＤ・ＭＤプレーヤ、電卓、その他の電
気・電子機器においては、その電源として乾電池が多く
使用されている。乾電池には、単１、単２、単３、単
４、単５、９Ｖ積層型、ボタン型若しくはコイン型、扁
平型など各種のものがある。また、乾電池には、一度使
い切ってしまえば再使用できない一次電池、充電するこ
とにより再使用可能な二次電池がある。

【０００３】このような乾電池は電気・電子機器の小型
・軽量化、携帯性や利便性を向上できるなどの優れた機
能を有しているが、特に、商用電源（電力会社から供給
されるもの）のコンセントのない野外で活動する場合や
災害などにより商用電源が停電した場合などにおいて有
用である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一次電
池は使い切った場合には再使用できず、廃棄物としての
処理・処分が必要であり、省エネルギに反するととも
に、環境問題の原因になる場合がある。また、二次電池
の場合には充電により再使用できるので、かかる問題は
少ないものの、充電のため別途充電器および商用電源の
コンセントなどが必要であり、かかる設備のない場所に
おいて使い切ってしまった場合には充電できないため使
用できない。

【０００５】さらに、一次電池および二次電池のいずれ
も放置により放電するため、購入忘れや充電忘れによ
り、災害などによる緊急・非常時に使用することができ
ない場合があり、かかる場合に電気・電子機器が使用で
きないのは極めて重大な問題を引き起こしかねない。

【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、廃棄物としての処理・処分
が不要で、充電設備のない場所や緊急・非常時などにお
いても確実に使用することができる乾電池型電源装置の
提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の乾電池型電源装置は、電極を有する乾電池
型の筐体の内部に発電手段と該発電手段により発電され
た電力を蓄積する蓄電手段とを収容したことを特徴とす
る。

【０００８】上記構成において、前記筐体を第１筐体と
該第１筐体にスライド可能または回転可能に支持された
第２筐体とから構成し、前記発電手段として該第１筐体
に対する該第２筐体のスライド運動または回転運動を電
気変換するものを採用することができる。また、前記発
電手段は前記筐体に加えられる加速度運動を電気変換す
るものを採用してもよい。

【０００９】本発明の乾電池型電源装置は、その筐体が
乾電池型となっているので、乾電池を使用する電気・電
子機器に使用することができる。そして、この乾電池型
電源装置は、発電手段および蓄電手段を備えており、使
用前あるいは使用開始後必要に応じて人手などにより、
例えば筐体の一部をスライドし、回転し、あるいは筐体
全体を往復動（振動）させるなどによって発電し、蓄電
手段に蓄積させることができる。

【００１０】これにより、何度でも繰り返し使用できる
から廃棄物として処理・処分する必要が少なくなり、省
エネルギの促進、環境問題の低減を図ることができる。
また、充電のための充電器や商用電源などを別途必要と
しないから、かかる設備のない場所でも使用することが
でき、加えて、災害による緊急・非常時などにおいても
確実に使用することができる。従って、電池切れを考慮
して余分に乾電池を準備したり、長期不使用などによる
放電を考慮して定期的に新しいものを購入したり、充電
し直したりという作業も不必要となる。また、充電に商
用電源を使用しなくてもよいので、これによっても省エ
ネルギを促進することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第１実施形態図１は本発明の乾電池型電源装置の第１実施形態を示す
断面図である。同図において、１１は乾電池型の筐体で
あり、乾電池型筐体１１は上部筐体（第２筐体）１２お
よび下部筐体（第１筐体）１３から構成される。乾電池
型筐体１１の外側の形態は、この実施形態では、単３乾
電池とほぼ同一となるように形成されている。上部筐体
１２は概略円筒形状の上部筒部およびプラス電極１４か
ら構成され、プラス電極１４は該上部筒部の上端部に該
上部筒部とは絶縁された状態で設けられている。

【００１２】下部筐体１３は概略円筒形状の下部筒部お
よびマイナス電極から構成され、マイナス電極１５は該
下部筒部に一体的に設けられている。下部筐体１３の下
部筒部の上部は下部よりも細径に形成されており、下部
筐体１３の下部筒部の細径に形成された上部が上部筐体
１２の上部筒部の下部に挿入されている。上部筐体１２
の内側にはコイルバネ１６が設けられており、このコイ
ルバネ１６によって上部筐体１２が下部筐体１３から離
間する方向に付勢されている。上部筐体１２の上部筒部
の下端部と下部筐体１３の下部筒部の上端部には、上部
筐体１２と下部筐体１３との分離（抜け出し）を防止す
るための係合部１２ａ，１３ａが形成されている。

【００１３】上部筐体１２のコイルバネ１６のさらに内
側には、その下端部が下部筐体１３内に突き出すように
ロータ回転増幅用ギヤ（ラック）１７が一体的に固定さ
れている。一方、下部筐体１３の内側にはロータ回転増
幅用ギヤ１７に噛合する発電ロータ（ピニオン）１８が
回転自在に軸支されている。

【００１４】下部筐体１３の内側の発電ロータ１８に対
応する位置には発電コイル１９が設けられており、発電
コイル１９は充電回路２０を介して下部筐体１３の底部
近傍に設けられた二次電池（この実施形態ではコンデン
サ）２１に接続されている。二次電池２１のプラス端子
はプラス電極１４に配線を介して接続されており、二次
電池２１のマイナス端子は配線を介してマイナス電極１
５に接続されている。

【００１５】しかして、同図に示されているように、こ
の乾電池型電源装置を親指と人差指など２２の間に挟み
込み、乾電池型筐体１１が短縮するようにコイルバネ１
６の付勢力に抗して押圧すると、ロータ回転増幅用ギヤ
１７により発電ロータ１８が回転され、電磁誘導によっ
て発電コイル１９に電流が流れる。この電流は充電回路
２０を介して二次電池２１に蓄電される。

【００１６】次に、指２２によるこの乾電池型電源装置
に対する押圧を解除すると、コイルバネ１６の付勢力に
よって乾電池型筐体１１が伸張する。このとき同様に発
電され、二次電池２１が充電される。

【００１７】上記の指２２による押圧と押圧解除を複数
回繰り返すことにより、必要量の発電・充電を行い、単
３乾電池を使用する例えば懐中電灯や携帯ラジオなどの
電気・電子機器に、この乾電池型電源装置を装填するこ
とにより、該電気・電子機器を使用することができる。
蓄電された電力を使い切ってしまった場合、あるいは必
要に応じて、この乾電池型電源装置を電気・電子機器か
ら取り出し、上記と同様に指２２による押圧および押圧
解除を繰り返して充電し、以下同様に使用することがで
きる。

【００１８】このように、本実施形態の乾電池型電源装
置は、その外形が通常の乾電池とほぼ同様になっている
ので、乾電池を使用する電気・電子機器に使用すること
ができる。そして、この乾電池型電源装置は、指２２に
挟んで押圧および押圧解除を繰り返すことにより充電で
き、何度でも繰り返し使用できるので、廃棄物の減少、
省資源を図ることができる。また、特に、充電のための
充電器や充電のための他の電源を別途必要としないか
ら、かかる設備のない場所でも使用することができ、特
に、災害などの緊急・非常時においても確実に使用する
ことができ、極めて有用である。

【００１９】なお、上記の実施形態の乾電池型電源装置
の外形としては、上記のような単３型の乾電池（図２
（Ｃ）参照）のみならず、単１，２，４，５の乾電池
（同図（Ａ），（Ｂ），（Ｄ），（Ｅ）参照）と同様に
構成することができるとともに、９Ｖ積層型（同図
（Ｆ）参照）、ボタン型若しくはコイン型（同図（Ｇ）
参照）、扁平型（同図（Ｈ）参照）、その他の特殊の乾
電池の外形と同様に構成することができる。

【００２０】また、発電装置としては上記の実施形態の
ものに限定されず、磁場中でコイルを回転させるものな
ど、電磁誘導を利用した他の型式の発電機を採用するこ
とができる。加えて、電磁誘導以外の物理現象によって
発電する他の発電機を採用することも可能である。

【００２１】第２実施形態図３（Ａ）および（Ｂ）は本発明の乾電池型電源装置の
第２実施形態を示す図であり、（Ａ）は縦断面図、
（Ｂ）は横断面図である。同図において、３１は乾電池
型の筐体であり、乾電池型筐体３１は上部筐体（第２筐
体）３２および下部筐体（第１筐体）３３から構成され
る。乾電池型筐体３１の外側の形態は、この実施形態で
は、単１乾電池とほぼ同一となるように形成されてい
る。上部筐体３２は概略円筒形状の上部筒部およびプラ
ス電極３４から構成され、プラス電極３４は該上部筒部
の上端部に該上部筒部とは絶縁された状態で設けられて
いる。

【００２２】下部筐体３３は概略円筒形状の下部筒部お
よびマイナス電極から構成され、マイナス電極３５は該
下部筒部に一体的に設けられている。下部筐体３３の下
部筒部の上部および上部筐体３２の上部筒部の下部に
は、互いに対応する嵌合部３２ａ，３３ａが形成されて
おり、上部筐体３２の上部筒部の下部に下部筐体３３の
下部筒部の上部が嵌合されることにより、上部筐体３２
と下部筐体３３が互いに回転できる状態で一体化されて
いる。図示は省略しているが、これらの嵌合部３２ａ，
３３ａにはラチェット機構が介装されており、上部筐体
３２と下部筐体３３は互いに一方向への回転（例えば、
上部筐体３２を下部筐体３３に対して時計方向へ回転）
が許容されるのみで、反対方向への回転は許容されない
ようになっている。

【００２３】上部筐体３２の内部にはコイルバネ（ゼン
マイ）３６が設けられており、このコイルバネ３６の一
端部は上部筐体３２の内壁の固定部３６ｂに固定されて
おり、他端は上部筐体３２または下部筐体３３に回転自
在に支持された軸３６ａに固定されている。軸３６ａに
はロータ回転増幅用ギヤ３７が一体的に固定されてい
る。一方、下部筐体３３の内側にはロータ回転増幅用ギ
ヤ３７に噛合する発電ロータ（ギア）３８が回転自在に
軸支されている。

【００２４】下部筐体３３の内側の発電ロータ３８に対
応する位置には発電コイル３９が設けられており、発電
コイル３９は充電回路４０を介して下部筐体３３の底部
近傍に設けられた二次電池（この実施形態ではコンデン
サ）４１に接続されている。４３はステータである。充
電回路４０と二次電池４１は整流用のダイオード４４を
介して接続されている。二次電池４１のプラス端子はプ
ラス電極３４に配線を介して接続されており、二次電池
４１のマイナス端子は配線を介してマイナス電極３５に
接続されている。

【００２５】しかして、例えば、この乾電池型電源装置
の上部筐体３２を右手で、下部筐体３３を左手で握り、
下部筐体３３に対して上部筐体３２を時計方向に回転、
すなわち、コイルバネ３６を巻き上げる方向に回転させ
る。これにより、軸３６ａが回転し、ロータ回転増幅用
ギヤ３７を介して発電ロータ３８が回転され、電磁誘導
によって発電コイル３９に電流が流れる。この電流は充
電回路４０を介して二次電池４１に蓄電される。

【００２６】上部筐体３２を下部筐体３３に対して複数
回回転させることにより、必要量の発電・充電を行い、
単１乾電池を使用する例えば懐中電灯や携帯ラジオなど
の電気・電子機器に、この乾電池型電源装置を装填する
ことにより、該電気・電子機器を使用することができ
る。蓄電された電力を使い切ってしまった場合、あるい
は必要に応じて、この乾電池型電源装置を電気・電子機
器から取り出し、上記と同様に上部筐体３２の下部筐体
３３に対する回転を繰り返すことにより充電し、以下同
様に使用することができる。なお、上部筐体３２と下部
筐体３３の間にはラチェット機構が介装されているの
で、コイルバネ３６の巻き上げに伴う反力により、上部
筐体３２または下部筐体３３が回転してしまうことはな
い。

【００２７】このように、本実施形態の乾電池型電源装
置は、その外形が通常の乾電池とほぼ同様になっている
ので、乾電池を使用する電気・電子機器に使用すること
ができる。そして、この乾電池型電源装置は、上部筐体
３２を下部筐体３３に対して複数回回転させることによ
り充電でき、何度でも繰り返し使用できるので、廃棄物
の減少、省資源を図ることができる。また、特に、充電
のための充電器や充電のための他の電源を別途必要とし
ないから、かかる設備のない場所でも使用することがで
き、特に、災害などの緊急・非常時においても確実に使
用することができ、極めて有用である。

【００２８】なお、上記の実施形態の乾電池型電源装置
の外形としては、上記のような単１型の乾電池（図２
（Ａ）参照）のみならず、単２〜単５の乾電池（同図
（Ｂ）〜（Ｅ）参照）と同様に構成することができると
ともに、９Ｖ積層型（同図（Ｆ）参照）、ボタン型若し
くはコイン型（同図（Ｇ）参照）、扁平型（同図（Ｈ）
参照）、その他の特殊の乾電池の外形と同様に構成する
ことができる。

【００２９】また、発電装置としては上記の実施形態の
ものに限定されず、磁場中でコイルを回転させるものな
ど、電磁誘導を利用した他の型式の発電機を採用するこ
とができる。加えて、電磁誘導以外の物理現象によって
発電する他の発電機を採用することも可能である。

【００３０】第３実施形態図４は本発明の乾電池型電源装置の第３実施形態を示す
断面図である。同図において、５１は乾電池型の筐体で
あり、この乾電池型筐体５１の外側の形態は、この実施
形態では、概略直方体形状の乾電池とほぼ同一となるよ
うに形成されている。乾電池型筐体５１の上面には、プ
ラス電極５２およびマイナス電極５３がそれぞれ筐体５
１とは絶縁された状態で設けられている。

【００３１】乾電池型筐体５１の内側底部には、圧電素
子（圧電セラミック）５４が固定されている。この圧電
素子５４は圧電効果（誘電体結晶に力学的応力をかけた
ときに電気的分極が生ずる現象）により発電する素子で
ある。この実施形態では同図に示されているような概略
Ｅ字状の特殊な形状のものを採用している。この圧電素
子５４に振動が印加されると、中央の振子部５４ａが左
右に揺れ、圧電素子５４に力学的応力が作用せしめられ
て発電が行われる。

【００３２】この圧電素子５４に振動を印加することに
より生じた電流は、ブリッジ型の整流回路５５を介して
筐体５１の上部に設けられた二次電池（この実施形態で
はコンデンサ）５６に蓄電される。二次電池５６のプラ
ス端子はプラス電極５２に配線を介して接続されてお
り、二次電池５６のマイナス端子は配線を介してマイナ
ス電極５３に接続されている。

【００３３】しかして、同図に示されているように、こ
の乾電池型電源装置を、例えば人差指と中指など５７の
間に挟み込み、乾電池型筐体５１を左右に往復動（振
動）させると、圧電素子５４の振子部５４ａが左右に振
動し、該圧電素子５４に力学的応力が作用することによ
り電流が生じる。この電流は整流回路５５により整流さ
れ、二次電池５６に蓄電される。

【００３４】上記のような乾電池型電源装置に対する振
動の印加を繰り返すことにより、必要量の発電・充電を
行い、例えばカード電卓やカードラジオなどの電気・電
子機器に、この乾電池型電源装置を装填することによ
り、該電気・電子機器を使用することができる。蓄電さ
れた電力を使い切ってしまった場合、あるいは必要に応
じて、この乾電池型電源装置を電気・電子機器から取り
出し、上記と同様に振動させて充電し、以下同様に使用
することができる。

【００３５】このように、本実施形態の乾電池型電源装
置は、その外形が通常の乾電池とほぼ同様になっている
ので、乾電池を使用する電気・電子機器に使用すること
ができる。そして、この乾電池型電源装置は、例えば指
５７に挟んで振動させることにより充電でき、何度でも
繰り返し使用できるので、廃棄物の減少、省資源を図る
ことができる。また、特に、充電のための充電器や充電
のための他の電源を別途必要としないから、かかる設備
のない場所でも使用することができ、特に、災害などの
緊急・非常時においても確実に使用することができ、極
めて有用である。

【００３６】なお、上記の実施形態の乾電池型電源装置
の外形としては、上記のような外形の乾電池のみなら
ず、単１〜単５の乾電池（図２（Ａ）〜（Ｅ）参照）と
同様に構成することができるとともに、９Ｖ積層型（同
図（Ｆ）参照）、ボタン型若しくはコイン型（同図
（Ｇ）参照）、扁平型（同図（Ｈ）参照）、その他の特
殊の乾電池の外形と同様に構成することができる。

【００３７】また、発電装置としては上記の実施形態の
ものに限定されず、振動を加えることにより、磁場中で
コイルを移動し、あるいは回転させるものなど、電磁誘
導を利用した発電機を採用することができる。加えて、
圧電効果や電磁誘導以外の物理現象によって発電する他
の発電機を採用することも可能である。

【００３８】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、何度
でも繰り返し使用できるので、廃棄物の減少、省資源を
図ることができる。また、充電のための充電器や他の電
源を別途必要としないから、かかる設備のない場所でも
使用することができ、特に、災害や緊急時などにおいて
も確実に使用することができ、極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の乾電池型電源装置の第１実施形態を示
す断面図である。

【図２】本発明の乾電池型電源装置の外形の構成例を示
す図であり、（Ａ）は単１型、（Ｂ）は単２型、（Ｃ）
は単３型、（Ｄ）は単４型、（Ｅ）は単５型、（Ｆ）は
９Ｖ積層型、（Ｇ）はボタン型若しくはコイン型、
（Ｈ）は扁平型を示している。

【図３】本発明の乾電池型電源装置の第２実施形態を示
す図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図であ
る。

【図４】本発明の乾電池型電源装置の第３実施形態を示
す断面図である。

【符号の説明】

１１，３１，５１…乾電池型筐体１２，３２…上部筐体１３，３３…下部筐体１４，３４，５２…プラス電極１５，３５，５３…マイナス電極１６，３６…コイルバネ１７，３７…ロータ回転増幅用ギヤ１８，３８…発電ロータ１９，３９…発電コイル２０，４０…充電回路２１，４１，５６…二次電池２２，５７…指５４…圧電素子５５…整流回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極（１４，１５，３４，３５，５２，５
３）を有する乾電池型の筐体（１１、３１，５１）の内
部に発電手段（１７，１８，１９、３７，３８，３９，
５４）と該発電手段により発電された電力を蓄積する蓄
電手段（２１、４１，５６）とを収容したことを特徴と
する乾電池型電源装置。
【請求項２】前記筐体（１１）を第１筐体（１３）と該
第１筐体にスライド可能に支持された第２筐体（１２）
とから構成し、前記発電手段は該第１筐体に対する該第
２筐体のスライド運動を電気変換する手段（１７，１
８，１９）であることを特徴とする請求項１に記載の乾
電池型電源装置。
【請求項３】前記筐体（３１）を第１筐体（３３）と該
第１筐体に回転可能に支持された第２筐体（３２）とか
ら構成し、前記発電手段は該第１筐体に対する該第２筐
体の回転運動を電気変換する手段（３７，３８，３９）
であることを特徴とする請求項１に記載の乾電池型電源
装置。
【請求項４】前記発電手段は前記筐体（５１）に加えら
れる加速度運動を電気変換する手段（５４）であること
を特徴とする請求項１に記載の乾電池型電源装置。