JP2002303251A - ステッピングモータを発電機とする発光・発音、充電方法及び装置 - Google Patents
ステッピングモータを発電機とする発光・発音、充電方法及び装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
発光・発音させ或いは発生した電力をバッテリーに充電
し、このバッテリーによって発光器および/または発音
器その他の電気機器を作動させることができる、安価か
つ手軽な方法および装置を提供すること。 【解決手段】 ステッピングモータに外部から回転力を
付与し、ステッピングモータの起電力によって発光器お
よび/または発音器を作動させる。また、ステッピング
モータに外部から回転力を付与し、ステッピングモータ
が発生した電力によってバッテリーを充電し、このバッ
テリーによって発光器および/または発音器その他の電
気機器を作動させる。
Description
タを発電機として機能させ、ステッピングモータの起電
力によって発光および/または発音装置を作動させさら
にはバッテリーに充電する方法および装置に関する。
で、発光・発音等のために独立した電源を確保すること
が必要な場合がある。独立した電源用として、たとえば
内燃機関を利用した発電装置が知られているが、大掛か
りで高価である。また、ソーラーパネルによる発電や風
力発電装置も知られているが、やはり大掛かりで高価で
ある。一方、夜間の猪等による畑作物被害を防止すべ
く、発光・発音装置による猪等の撃退手段を採る場合、
独立した電源を安価かつ手軽に設けることができれば好
都合である。
て発電しこれによって直接的に発光・発音させ或いは発
電した電力をバッテリーに充電しこのバッテリーによっ
て発光器および/または発音器その他の電気機器を作動
させることができる、安価かつ手軽な方法および装置を
提供することを目的とする。
の請求項1に記載の発明は、ステッピングモータに外部
から回転力を付与し、ステッピングモータの起電力によ
って発光および/または発音装置を作動させることを要
旨とする。
ータと、該ステッピングモータに回転力を付与する風力
用回転翼と、発光ダイオードおよび/またはブザーとを
有するステンピングモータを発電機とする発光・発音装
置である。
ータに外部から回転力を付与し、ステッピングモータの
起電力によってバッテリーに充電することを特徴とする
ステンピングモータを発電機とする充電方法である。
ータと、該ステッピングモータに回転力を付与する風力
用回転翼と、倍電圧整流回路と、バッテリーとを有する
ことを特徴とするステンピングモータを発電機とする充
電装置である。
ータに外部から回転力を付与し、ステッピングモータの
起電力によってバッテリーに充電し、前記バッテリーを
電源として発光および/または発音装置を作動させるこ
とを特徴とするステンピングモータを発電機とする発光
・発音方法である。
ータと、該ステッピングモータに回転力を付与する風力
用回転翼と、倍電圧整流回路と、バッテリーと、マルチ
バイブレータ発光および/または発音回路とを有するこ
とを特徴とするステンピングモータを発電機とする発光
・発音装置である。
ば、ステッピングモータに風車等によって外部から回転
を与えることにより、低速回転でも数Vに達する高い電
圧での起電力によって、直接的に或いは倍電圧整流回路
によって昇圧して発光ダイオード等を明滅させることが
できるほかブザー等の発音器を作動させることができ
る。
ば、ステッピングモータに風車等によって外部から回転
を与えることにより電力を生ぜしめ、倍電圧整流回路に
よって電圧を高めて風力が小さいときでもバッテリーへ
の充電を可能にし、風力が得られないときでもバッテリ
ーを電源として発光および/または発音装置等を作動さ
せることができる。
形態に則して説明する。
発音装置である。図1において、1はステッピングモー
タであって、この実施例においては、PETボトルを利
用して製造した本体Sの一端(PETボトルの注入口に
当たる部分)に固定される。ステッピングモータ1の回
転子にシャフト3が固設され、このシャフト3は、回転
用羽根2が形成されている、同じくPETボトルを利用
して製造した回転部Rの一端(PETボトルの注入口に
当たる部分)に形成された軸支部4に固定される。
ステッピングモータ1を固設している本体Sを支柱5の
軸回りに回転自在に支承している。6は発光器および/
または発音器ならびにバッテリー、さらに単相全波倍電
圧整流回路等であって本体Sに搭載されている。
用羽根2が空気の流れによって回転し、シャフト3を介
してステッピングモータ1の回転子に回転を与える。こ
れによってステッピングモータ1に正弦波形の電圧を生
じ電力を発生する。この起電力によって、たとえば発光
ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を直接的
に明滅させることができる。また、必要に応じて単相全
波倍電圧整流回路によって電圧を2倍、3倍、4倍と高
くした直流を得、発光ダイオードや発音器を作動させ
る。PETボトルの底部はレンズの作用をするから、光
を拡大するのに好都合である。
実施例においては、ステッピングモータ11の回転子は
支柱15によって固定され、固定子がPETボトルを利
用して製造した回転部Rの一端に固定され、回転用羽根
12による回転部Rの回転によって電圧を生じる。この
起電力によって回転部R内に設けられている発光ダイオ
ード(LED)16を明滅させる。
す。この実施例においては、ステッピングモータ21の
回転子は支柱25によって固定され、固定子がPETボ
トルを利用して製造した回転部Rの一端に固定され、回
転用羽根22による回転部Rの回転によって電圧を生じ
る。この起電力によって回転部Rの外部に設けられてい
る発光ダイオード(LED)26を明滅させる。
タを発電機とすることの技術的有意性を示す。即ち、発
光ダイオード(LED)は、一定電圧以上でないと発光
しない。図4に示すように、一定電圧に達するまでは非
常に高い抵抗値を示し、一定の電圧値を超えると、急激
に抵抗値が低下する。一方、ステッピングモータを発電
機(ジェネレータ)として用いるときは、負荷抵抗値が
高いほど高い電圧を出力する特性をもっている。たとえ
ば、小型ステッピングモータの場合、負荷抵抗が10Ω
のときは回転数が500rpmで100mVであるが、
1kΩのときは回転数が500rpmで2200mVと
22倍高い電圧を出力する。これによって、発光ダイオ
ード(LED)を低い抵抗値域で発光させることができ
る。発明者は、この知見を得て本発明を完成した。
を示す。外部からの回転力によるステッピングモータ1
からの出力によって発光ダイオード(LED)を直接的
に明滅させる。
この回路によって、変圧器を用いることなく、ステッピ
ングモータが発生する交流入力電圧の振幅よりも大きな
直流電圧を得ることができる。ステッピングモータによ
って v(t)=Vmsinωt の電圧が回路に加え
られると、正の半周期でコンデンサC1はダイオードD1
を通してVmまで充電され、負の半周期でダイオードD
2が導通しコンデンサC2はVmまで充電される。コンデ
ンサC1とC2は直列に接続されているから定常状態にお
いて、出力端子には両者の和の電圧2Vmが得られる。
み込める程度の小型ステッピングモータでは、発電量は
僅かである。通常、起電力は3V(500rpmのと
き)程度であり、風力が弱いとさらに電圧が低くなる。
一方、マルチバイブレータ回路を用いて発光ダイオード
(LED)を明るく発光させるためには、発光ダイオー
ド(LED)の種類にもよるが、3V〜6Vの電圧が必
要である。たとえば、ステッピングモータによる発電電
圧を3Vとすると、風の強いときのみに使用が限定され
る。そこで、発電電圧を前記単相全波倍電圧整流回路に
よって昇圧し、風力が弱く低回転速度で電圧の低い起電
力の場合でも、バッテリーへの充電を可能にしておき、
発光ダイオード(LED)やブザーを安定的に使用でき
るようにしている。
ば、ステッピングモータによって生じた交流電圧を直流
に変換するとともにこの直流電圧を直列に合成して2
倍、3倍、4倍と種々の電圧を出力することができる。
この回路は、(イ)昇圧用変圧器が不要である。(ロ)
高い電圧を得ることができる。という長所をもつ反面、
(ハ)ハムがでる虞がある。(ニ)大電流を流せない
(リップルが増加し、電圧が低下する。)。という短所
がある。しかし、本発明におけるような、PETボトル
を利用した発電ユニットに組み込める程度の小型ステッ
ピングモータによる発光および/または発音ならびに充
電装置の場合、数mA〜数十mA程度の電流値であり、
前記(ハ)、(ニ)の短所は問題にならない。また、単
相全波倍電圧整流回路は簡単な回路であり、小型、軽
量、安価であって、大幅な昇圧と整流を同時にできるの
で、ステッピングモータを発電機とする本発明の発光お
よび/または発音ならびに充電装置用には好都合であ
る。
す。トランジスタTr1にコレクタ電流が流れていると
きは、発光ダイオード(LED)(抵抗R1に相当)に
よってトランジスタTr1の電圧が低下し、コンデンサ
C1の負電荷が抵抗R2を通って放電するため、トランジ
スタTr2のベースに負の電圧がかかり、トランジスタ
Tr2の電流を遮断する。コンデンサC1の放電が終わる
と、抵抗R2を通してトランジスタTr2のベースに正電
圧がかかり、トランジスタTr2にコレクタ電流が流れ
る。而して、トランジスタTr2のコレクタ電圧が低下
してコンデンサC2が放電し、トランジスタTr1のベー
スに負の電圧がかかり、トランジスタTr1のコレクタ
電流を遮断する。コンデンサC2の放電が終わると、抵
抗R3を通してTr1に正の電圧がかかりTr1にコレク
タ電流が流れる。この一連の現象が自動的に繰り返され
る。このように、トランジスタTr1とTr2には交互に
大きなコレクタ電流が流れ、コレクタとエミッタ間の電
圧はパルス波形の電圧となる。本発明の、図7に示す実
施形態においては、夜間のみの発光とするため、トラン
ジスタTr1とTr2それぞれのエミッタとベース間にC
ds(光量による可変抵抗素子)を入れ、ある一定の明
るさ以上(昼間)では、ベース電圧を下げ、コレクタ電
流を遮断して回路の作動を止めるようにしている。
ED)の一方に代えてブザー(BZ)を組み込んだ回路
を示す。図9に、ステッピングモータを発電機として、
単相全波倍電圧整流回路によって倍電圧の直流(DC)
を出力し、この直流電源を用いてマルチバイブレータ回
路を作動させ、2箇の発光ダイオード(LED)を交互
に点滅させる全体回路を示す。
ら出力される直流によって、この実施形態においては、
直列に接続された2箇のニッケルカドミウム電池を充電
し、これをマルチバイブレータ回路の電源とするように
している。従って、風が吹いている間は常時、ステッピ
ングモータによる起電力によってバッテリーに充電され
る。
ピングモータ1、11、21として、図10に示すよう
な、4相巻き、2相励磁方式のものを用いている。この
4相巻き、2相励磁方式のステッピングモータの出力端
子は、図10に示すように、シロ‐アオ、アカ‐キイロ
の2組あり、位相が90°ずれている。
(ステッピングモータ)に直接接続して発光させる場合
は、少しでも電圧を高くするために、それぞれの組の出
力を直列に接続し、合成して使用している。
の位相が90°ずれているため、出力電圧を合成すると
正負が重畳されロスが発生する。従って、バッテリーへ
の充電においては効率が低下する。
ネレータ(ステッピングモータ)からの2組の出力を個
別に倍電圧整流した後合成するようにし、ロスを少なく
するようにしている。また、1.5V程度の低い電圧し
か必要でない場合には、ジェネレータ(ステッピングモ
ータ)からの2組の出力をそれぞれブリッジ回路によっ
て整流した後、合成することで効率的な直流出力を得る
こともできる。
品を活用し、恒久的に作動させることができる発光およ
び/または発音方法・装置さらには充電装置を提供する
ことができる。
れば、風力から安定した直流電源を得ることができ、発
光・発音を始め種々の電気機器用の独立した電源を、恒
久的に確保することができる。
れば、風力エネルギを安定した直流電源とし、これによ
って発光および/または発音装置を作動させることがで
きるから、以下のような用途に供することができる。道
路沿い(ガードレールやトンネル内など)に設置し、カ
ーブ等危険な場所や高速道路などにおいて、ドライバー
に注意を喚起する信号とする(点滅信号であるから、遠
くからでも視認できる。)。畑などに設置し、猪などに
よる夜間の作物被害を防止する。また、庭に設置し、猫
等の侵入を防止する。車に設置し、走行に伴う風力によ
って、発・充電し、発光および/または発音によって、
夜間等の駐車時猫等の接近を防止する。迷いやすい登山
道に設置し、目印として機能させ、遭難防止に役立て
る。エネルギ問題を考えさせる教材として用いる。PE
Tボトルを用いた工作および簡単な電気回路の勉強とな
るほか完成品は、電池の充電用電源として用いることが
できる。小規模風力発電ユニットとして用いる。
音装置を示す斜図
特性を示す図
全波倍電圧整流回路を示す図
装置の全体回路を示す図
ータの展開回路図
Claims (6)
- 【請求項1】 ステッピングモータに外部から回転力を
付与し、ステッピングモータの起電力によって発光およ
び/または発音装置を作動させることを特徴とするステ
ンピングモータを発電機とする発光・発音方法。 - 【請求項2】 ステッピングモータと、該ステッピング
モータに回転力を付与する風力用回転翼と、発光ダイオ
ードおよび/またはブザーとを有するステンピングモー
タを発電機とする発光・発音装置。 - 【請求項3】 ステッピングモータに外部から回転力を
付与し、ステッピングモータの起電力によってバッテリ
ーに充電することを特徴とするステンピングモータを発
電機とする充電方法。 - 【請求項4】 ステッピングモータと、該ステッピング
モータに回転力を付与する風力用回転翼と、倍電圧整流
回路と、バッテリーとを有することを特徴とするステン
ピングモータを発電機とする充電装置。 - 【請求項5】 ステッピングモータに外部から回転力を
付与し、ステッピングモータの起電力によってバッテリ
ーに充電し、前記バッテリーを電源として発光および/
または発音装置を作動させることを特徴とするステンピ
ングモータを発電機とする発光・発音方法。 - 【請求項6】 ステッピングモータと、該ステッピング
モータに回転力を付与する風力用回転翼と、倍電圧整流
回路と、バッテリーと、マルチバイブレータ発光および
/または発音回路とを有することを特徴とするステンピ
ングモータを発電機とする発光・発音装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001107545A JP2002303251A (ja) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | ステッピングモータを発電機とする発光・発音、充電方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001107545A JP2002303251A (ja) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | ステッピングモータを発電機とする発光・発音、充電方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002303251A true JP2002303251A (ja) | 2002-10-18 |
Family
ID=18959852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001107545A Pending JP2002303251A (ja) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | ステッピングモータを発電機とする発光・発音、充電方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002303251A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005130650A (ja) * | 2003-10-24 | 2005-05-19 | Shinko Electric Co Ltd | 電源装置およびそれを備えた風力発電装置 |
FR2926335A1 (fr) * | 2008-01-16 | 2009-07-17 | Pascal Gauthiez | Micro-eolienne a plumes, ultra-legere et ultra-sensible, fournissant une puissance electrique de quelques watts |
JP2011193994A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Cp Toms:Kk | モータ装着ケース |
JP2015085006A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社エスケイジャパン | 駆動装置、発光装置及び動力装置 |
-
2001
- 2001-04-05 JP JP2001107545A patent/JP2002303251A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005130650A (ja) * | 2003-10-24 | 2005-05-19 | Shinko Electric Co Ltd | 電源装置およびそれを備えた風力発電装置 |
FR2926335A1 (fr) * | 2008-01-16 | 2009-07-17 | Pascal Gauthiez | Micro-eolienne a plumes, ultra-legere et ultra-sensible, fournissant une puissance electrique de quelques watts |
JP2011193994A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Cp Toms:Kk | モータ装着ケース |
JP2015085006A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社エスケイジャパン | 駆動装置、発光装置及び動力装置 |
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A621 | Written request for application examination |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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