JP2004343991A - Momentum conversion band - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、体局部に装着し運動量を変換する運動量変換バンドに関する。 The present invention relates to a momentum conversion band that is attached to a body part and converts momentum.
従来、体局部の運動によって発電する装置が幾つか提案されており、例えば手でハンドルを廻して発電する装置や、身体の運動によって発電する装置がある。それで手で廻して発電する装置においては、発電効率が良いが体全体の運動としては運動量に乏しい。また身体の運動によって発電する装置として、例えば特開2000−84137号公報が提案されており、その中の構成で、リストバンドに装着した手首の運動で回転する振り子によって発電器を廻し発電するものがある。然しその構成にあっては、ジョギングやランニングのように手首が肩を中心に弧状の運動をする時は、図17に示すように、手を振り上げて振り下ろす時に、又は手を振り下ろして振り上げる時に、その振り子の重心が回転軸(の方向)に力が働くため、その力は回転軸で殆ど吸収されてしまい、振り子の回動が回転する力として回転軸の回転する方向に働かず、大きな力のロスがあった。そのため手首の弧状の運動でなされる運動エネルギーを無駄なく効率良く発電機に働かせて発電できる装置ではなかった。また腕時計の中に回転錘とゼンマイと発電機を設け、発電機を発電させる構成に、例えば特開2002−311161号公報,特開2003−279666号公報等があるが、その公知の構成は本発明の構成とは次の2点で大きく構成が異なる。まず1点として該公知構成は、回転錘が揺動又は振動によって両方向の回転時にゼンマイを捲く構成であり、その構成では大きな回転力が得られないため、大きな発電と充電(蓄電)が得られない。もう1点として該公知構成は、ゼンマイで発電機を廻して発電させ、その発電した電気でロータの回転速度を自己制御して電気的に電磁ブレーキをかけ、ロータの回転速度を一定にするように制御する構成であり、その構成はゼンマイで発電機を廻して発電した電気を駆動用の電源として蓄電池に充電(蓄電)する構成ではない。(但し、公知構成にゼンマイを設けず回転錘で直接発電機を廻して、その発電した電気を蓄電池に逐次充電(蓄電)する構成のものはある。)いずれの公知構成も大きな発電と充電が得られる構成ではなかった。 2. Description of the Related Art Conventionally, there have been proposed some devices that generate electric power by movement of a body part. For example, there are a device that generates electric power by turning a handle by hand and a device that generates electric power by exercise of a body. Therefore, a device that generates electricity by rotating it by hand has good power generation efficiency, but lacks momentum as exercise of the whole body. Further, as a device for generating electric power by body movement, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-84137 has been proposed, in which a generator is turned by a pendulum that rotates by the movement of a wrist attached to a wristband to generate electric power. There is. However, in the configuration, when the wrist performs an arc-like movement around the shoulder as in jogging or running, as shown in FIG. 17, the hand is swung up and down, or the hand is swung down. When the pendulum swings, the center of gravity of the pendulum exerts a force on (the direction of) the rotation axis, so that the force is almost absorbed by the rotation axis, and the pendulum does not act in the direction of rotation of the rotation axis as the rotation force. There was a great loss of power. Therefore, it is not a device capable of generating electricity by efficiently and efficiently using a kinetic energy generated by an arc-like movement of a wrist to a generator. Further, as a configuration in which a rotating weight, a mainspring, and a generator are provided in a wristwatch and the generator is generated, for example, JP-A-2002-311161 and JP-A-2003-279666 are known. The configuration is largely different from the configuration of the invention in the following two points. First, as one point, the known configuration is a configuration in which the rotary weight winds the mainspring when rotating in both directions due to swinging or vibration, and since a large rotating force cannot be obtained with that configuration, large power generation and charging (power storage) can be obtained. Absent. As another point, the known configuration is such that a generator is rotated by a mainspring to generate electric power, and the generated electric power is used to self-control the rotational speed of the rotor to electrically apply an electromagnetic brake to keep the rotational speed of the rotor constant. This configuration is not a configuration in which the storage battery is charged (stored) with the power generated by rotating the generator in the mainspring as a driving power source. (However, there is a known configuration in which a generator is directly turned by a rotary weight without a mainspring, and the generated electricity is sequentially charged to a storage battery (power storage).) Any known configuration requires large power generation and charging. It was not an obtained configuration.
これらの問題を解決する発明として、本発明者は特開2004−52747号公報を出願している。この発明の構成により、振り子の重心に腕を振り下ろす際に下方への力を効率良く伝達でき、腕を振り下ろす速さに比例して発電機の回転数が増え、発電量も増大する構成である。然しながら発電効率の高い交流発電機にあっては、その分自己誘導作用が大きく、発電機を廻すのに大きなトルクが必要である。そのため発電するには振り子の重量や、腕の振り下ろしの速さを大きくして継続する必要があった。 The present inventor has filed Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-52747 as an invention to solve these problems. According to the configuration of the present invention, a downward force can be efficiently transmitted when the arm is swung down to the center of gravity of the pendulum, and the number of revolutions of the generator increases in proportion to the speed of swinging down the arm, and the power generation amount also increases. It is. However, an AC generator having a high power generation efficiency has a large self-inducing action, and requires a large torque to rotate the generator. Therefore, in order to generate power, it was necessary to continue by increasing the weight of the pendulum and the speed of swinging down the arm.
本発明は、前述の問題に鑑みて試行研究の上なされたもので、体の体局部(特に手首と足首)の運動によって、体局部がなす運動エネルギーを一旦渦巻きばねのエネルギーとして蓄えてから発電機を廻し、無駄なく効率良く電気エネルギーに変換して安定した発電量を蓄電池に充電し、検出した運動量や運動回数に応じて報知手段を作動させる運動量変換バンドを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made on a trial basis in view of the above-mentioned problem, and the power of a body part (particularly, a wrist and an ankle) is temporarily stored as helical spring energy by the movement of a body part (particularly a wrist and an ankle). An object of the present invention is to provide a momentum conversion band that turns a machine, efficiently converts electric energy into wasteful energy, charges a stable power generation amount to a storage battery, and activates a notification unit according to the detected momentum and the number of times of exercise.
本発明は、体の体局部の手首や足首に装着するバンドに、体局部の運動に追従して適当な振り幅で回動する振り子を設け、その振り子の回動に連動して一方向に回転して回転毎に係止するラッチ機構と、その体局部がなす弧状の運動によって振り子に働く力を慣性力や遠心力や重力を応用して、都度復元力として蓄える渦巻きばねと、前記ラッチ機構のラッチ状態を解除するラッチ解除機構を設け、渦巻きばねの復元力によって、発電機を回転して電気エネルギーに変換し、その発電した電気エネルギーを都度蓄電池に蓄電(充電)するようにした構成である。渦巻きばねの復元力で一旦回転しだすと、回転に加速度がつくため高い発電効率が得られる。 The present invention provides a band attached to a wrist or an ankle of a body part of a body, provided with a pendulum that rotates with an appropriate swing width following the movement of the body part, and moves in one direction in conjunction with the rotation of the pendulum. A latch mechanism that rotates and locks at each rotation, a spiral spring that stores a force acting on the pendulum by an inertial force, a centrifugal force, or gravity by an arc-shaped motion formed by the body portion thereof as a restoring force each time; A configuration in which a latch release mechanism for releasing the latch state of the mechanism is provided, the generator is rotated by the restoring force of the spiral spring to convert it into electric energy, and the generated electric energy is stored (charged) in the storage battery each time. It is. Once the spiral spring starts to rotate due to the restoring force, acceleration is applied to the rotation, so that high power generation efficiency can be obtained.
本発明を実施する上で、詳細な手段として、
*バンドの形状は、輪形状でもバンドの両端が互いに係止する構造でもよい。
*ラッチ機構手段は、回転が係止してロック状態になるよう突部、穴、欠部等で衝合して止まる機構で、ひとつの実施例としてつめ車とつめでなるラチェット機構やドーボ機構等で構成できる。つめ車の衝合するつめは外周側や内周側に設けて構成してよい。
*蓄電池は、ニッケル・カドミウム蓄電池(ニッカド蓄電池)やリチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池等で実施できる。特にリチウムイオン蓄電池はメモリー効果が無いため、継ぎ足し充電が可能で最も実施しやすい。蓄電池は予め本発明の構成に含めて実施してもよいし、本発明を構成する蓄電池ホルダーに後から市販の蓄電池を挿脱して収納するように実施してもよい。
*蓄電池の充電完了の検知方法は、蓄電池の電圧を検出する方法や、電流を検出する方法や、その他の方法でもよい。
*センサは、回動する振り子が光センサの光軸を遮る透過型光センサや光軸を反射する反射型光センサでもよいし、また振り子が接点(コンタクト)をON/OFFする構造等で実施してよい。
*バンドの係止手段は、止めバンドや面ファスナー(登録商標マジックテープ)等で実施できる。
*渦巻きばねは、炭素鋼材料やステンレス鋼材料で形成でき、定荷重渦巻きばねや定トルク渦巻きばね等で構成できる。
*報知手段は、LED、ブザー、電子音、液晶表示やその他で実施してよい。また報知する蓄電池の充電状態は、フル充電の完了に対して何分の1まで充電したかの経過状態を表示することや、また蓄電池の蓄電残量で携帯電話機の可能な連続通話時間を表示するように構成してもよい。
*収納部は、バンド体の一部に構成しても、バンド体と別体にしてバンド体に着脱できるように構成してもよい。また収納部を透明に形成してもよい。
*本発明の構成に、時計表示機能を具備して構成してもよく、また音楽再生機能や電話機能や他の機能を具備して構成してもよい。
In practicing the present invention, as detailed means,
* The band may have a ring shape or a structure in which both ends of the band are locked to each other.
* The latch mechanism means is a mechanism that stops by abutment with protrusions, holes, notches, etc. so that rotation is locked and locked, and as one embodiment, a ratchet mechanism and a dovo mechanism that consist of a pawl and a pawl And so on. The abutment of the ratchet wheel may be provided on the outer peripheral side or the inner peripheral side.
* The storage battery can be implemented with a nickel-cadmium storage battery (NiCad storage battery), a lithium-ion storage battery, a nickel-metal hydride storage battery, or the like. In particular, since a lithium ion storage battery has no memory effect, it can be recharged and is most easily implemented. The storage battery may be included in the configuration of the present invention in advance, or a commercially available storage battery may be inserted into and removed from the storage battery holder of the present invention and then stored.
* The method of detecting the completion of charging of the storage battery may be a method of detecting the voltage of the storage battery, a method of detecting a current, or another method.
* The sensor may be a transmissive optical sensor in which the rotating pendulum blocks the optical axis of the optical sensor or a reflective optical sensor that reflects the optical axis, or a structure in which the pendulum turns ON / OFF the contact. You may.
* The locking means of the band can be implemented by a stop band, a hook-and-loop fastener (registered trademark magic tape) or the like.
* The spiral spring can be formed of a carbon steel material or a stainless steel material, and can be constituted by a constant load spiral spring, a constant torque spiral spring, or the like.
* The notification means may be implemented by LED, buzzer, electronic sound, liquid crystal display, and others. Also, the charging status of the storage battery to be notified shows the progress status of how much the battery has been charged with respect to the completion of the full charge, and also shows the possible continuous talk time of the mobile phone based on the remaining storage capacity of the storage battery. May be configured.
* The storage section may be configured as a part of the band body, or may be configured so as to be detachable from the band body separately from the band body. Further, the storage section may be formed transparent.
* The configuration of the present invention may be configured to include a clock display function, or may be configured to include a music playback function, a telephone function, and other functions.
本発明は、体の体局部(特に手首と足首)の運動によって、体局部がなす運動エネルギーを一旦渦巻きばねのエネルギーに変換して保存した後、発電機を回転させて発電できるため、その電気エネルギーを効率良く蓄電池に蓄えられる。またギヤ比を組合せることで、小さなトルクでも渦巻きばねを巻くことができ、さらに渦巻きばねの回転を高速に変換して発電機を回転でき、そのため非常に効率良く発電ができる。また検出した腕のストローク回数に応じて報知手段を作動させることができ、ストローク数に比例した発電量が得られる。本発明によって運動しながら脂肪を燃やすダイエットと蓄電池への充電が同時にできる一挙両得の効果がある。本発明の構成では手首に装着してれば、特に腕を強く振らなくても発電と充電ができるため、普段の生活でも発電と充電は可能で、その適当な重みはダンベルの役目を果たす効果もある。 According to the present invention, the kinetic energy of the body part is temporarily converted to the energy of the spiral spring by the movement of the body part (particularly the wrist and ankle) and stored, and then the generator can be rotated to generate power. Energy can be efficiently stored in the storage battery. Also, by combining the gear ratios, the spiral spring can be wound with a small torque, and further, the generator can be rotated by converting the rotation of the spiral spring at a high speed, so that power can be generated very efficiently. In addition, the notification means can be operated according to the detected number of strokes of the arm, and a power generation amount proportional to the number of strokes can be obtained. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the effect which burns fat while exercising and the charge of a storage battery can be simultaneously performed has the effect of a one-stop advantage. In the configuration of the present invention, when worn on the wrist, power generation and charging can be performed without particularly shaking the arm, so that power generation and charging are possible even in everyday life, and the appropriate weight plays the role of a dumbbell. There is also.
本発明を、図面を基に説明する。 The present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の構成の1実施例を示したものである。図1(a)(b)は本発明の全体を一部透視した斜視図を示し、図1(c)はその展開した状態を示し、図1(b)は本発明を手に装着した横向きの状態を示している。図示するようにバンド1に収納部1Aを設け、その裏側に図示しない開閉部を形成する。収納部1A内には蓄電池8を収納する蓄電池ホルダー12を設けている。振り子2は適当に厚みがあるくさび状のアルミ材で形成し、その重心2a(図示のx)は支軸4fよりかなり離れた位置にあり、振り子2は外力や重力が加わると、重心2aがその力の働く方向へと移動しょうとして、振り子2は支軸4fを中心に回転運動を始める。基台16上にはストッパー7、7aが設けられており、回動する振り子2はこのストッパー7、7aによって、その回動方向への動きが止められる。
FIG. 1 shows an embodiment of the configuration of the present invention. 1 (a) and 1 (b) are perspective views partially showing the whole of the present invention, FIG. 1 (c) shows an expanded state thereof, and FIG. 1 (b) is a side view of the present invention mounted on a hand. The state of is shown. As shown in the figure, a
本実施例の構成を図2、図3、図4で詳細に説明すると、振り子2は軸継手4bの片側と一体的に連結して支軸4fに遊嵌しており、軸継手4bの片側とつめ車4dと小歯車4a2とを一体的に連結して、図3(d)に示すように渦巻きばね6をつめ車4d内に設け、その一端を支軸4fに固定している。つめ車4dには引張りばね4c2による常に下向きの力が加わっており、つめ4eとつめ車4dのつめ部分とが互いに係止しており、その状態ではつめ車4dは図3(a)に図示する矢印の方向にしか回転しない。そしてそのつめ車4dの矢印方向の回転と同時に、つめ車4d内に設けた渦巻きばね6が矢印の方向へと逐次巻かれていく。渦巻きばね6が矢印の方向に巻かれると、その復元力でつめ車4dは矢印とは逆方向への回転力が働くが、つめ4eが係止しており、その回転が止められている。
The configuration of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2, 3, and 4. The
前述したように、腕の振りに追従して振り子2がストッパー7,7a間を回動すると、図2(b)に示す振り子2とつめ車4dとの間に設けた軸継手4b、4bの働きで、振り子2の両方向への回動をつめ車4dの1方向のみの回転にして伝動する構成になっている。振り子2と一体で回動する軸継手4bが、押え板17に隣接する圧縮ばね4c1により適当な力で常に押圧されており、支軸4fの軸上を両体は左右に遊動することができる。この状態で図2(b)に示すように、互いに接面する軸継手4b、4bが、図の振り子2側のB方向の回転には両突起部分が互いに噛み合って、B方向の回転はつめ車4dに伝動し、A方向の回転では接面する軸継手4b、4bが互いに滑りあうため、A方向の回転はつめ車4dには伝動しない。
この実施例の構成で、図16に図示する腕を振り上げ振り下ろす運動をすると、その運動に追従して振り子2に回動する力が加わり、図16(a)まで腕を振り上げる迄には、振り子2の重心2aに加わる力は慣性力+遠心力を加えた上方への加速度が増した力が加わり、図16(e)まで腕を振り下ろす迄には、振り子2の重心2aに加わる力は慣性力+遠心力+重力を加えた下方への加速度が増した合計する力が加わる。このためいずれも腕の振りに追従する力が振り子2に加わるが、腕を振り下ろす方向には腕と振り子2の重量が余分に加わるため、その分振り子2に加わるトルクは大きくなる。特に重力加速度より大きな加速度で腕を振り下ろせば、腕を振り下ろす間、ストッパー7aによって振り子2を押し下げる力が働き続け、振り子2の重心に接線方向へ回転させる力が大きく働く。そしてストッパー7aを振り子2の最先端に設ければ、下方に押し下げる力を最大限に伝達することができる。図1(b)でB地点に到達後に再び腕を振り上げる動作によって振り子2がA方向に回動しても、前述の軸継手4b、4bは1方向のみに伝動する構成になっているため、そのA方向への回動によってつめ車4dに逆の回転力が及ぶことはない。つめ車4dが振り子2の回動によって回転すると、つめ車4d内に内蔵した渦巻きばね6が巻かれると同時に、小歯車4a2が回転し、小歯車4a2と噛合する大歯車4a1が矢印の方向に回転する。大歯車4a1上のつめ車4dとカム4gとは一体的に連結して支軸4fに遊嵌しており、図2(c)に示すようにラチェット機構部4Aをなすつめ4eが、ハサミ形ばね4cの働きで常に下向きの力が加わって、つめ4eとつめ車4dとが係止し、つめ車4dとカム4gは矢印の方向にしか回転しない。そして大歯車4a1とつめ車4dは軸継手4b、4bを介在して連結しており、圧縮ばね4c1が常に大歯車4a1を押圧しているため、前述の軸継手4b、4bの働きで図3(a)の矢印の方向には、大歯車4a1とつめ車4d及びカム4gが一体的に回転するが、図3(b)の矢印の方向では、軸継手4b、4bの働きでつめ車4dはどちらの方向にも回転しない。振り子2の回動でつめ車4dと小歯車4a2が回転し、小歯車4a2と噛合する大歯車4a1が回転すると、同時にカム4gが大歯車4a1と同じ角速度で回転する。カム4gの周側面の一部に凸部4hを形成しており、つめ4eは引張りばね4cで常に下向きに引張られており、カム4gが回転して図3(a)から図3(b)の状態になると、凸部4hがつめ4eを図のように押し下げ、図3(b)の状態ではつめ4eがつめ車4dとの係止状態から解除されると同時に、つめ車4dと小歯車4a2は図の矢印方向に回転し始める。この時つめ車4dと軸継手4b、4bと振り子2も連結したまま図1(b)のA方向に回転するが、図4(b)に図示するように、ストッパー7aはハサミ形ばね4c3の適当な力によって、逆コの字状に直立しており、前記係止状態のラッチが解除してA方向に回転する振り子2によって、ストッパー7aに振り子2の側端部が到達すると、ストッパー7aが押されて回転すると同時に、図4(c)に示すように振り子2の下面をストッパー7aが上方へ押し上げる。そして振り子2が上方に上がると、その状態で前記の軸継手4b、4bが互いに接面から離れてその係止状態が外れるため、つめ車4dは完全にフリーな状態になり、内蔵する渦巻きばね6の復元力で一機につめ車4dと小歯車4a2を回転させ、同時に発電機歯車4a3を回転させて交流発電機3A(又は直流発電機3B)が発電を始める。そして渦巻きばね6が元の巻かれてない状態になるまで、交流発電機3A(又は直流発電機3B)が回転を続けて発電する。ここで発電機3が渦巻きばね6の復元力で加速的に回転しようとすると、その分自己誘導作用が大きく働き、結果的に定回転で回転しようとして、発電量を一定に保とうと働く。尚、交流発電機3Aは3相交流発電機で構成してもよい。尚、ストッパー7aはある一定以上力が加わらないと回転しないようになっており、また図4(c)の状態になると、振り子2がストッパー7aと押え板17の間に挟持されるようになり、圧縮ばね4c1の働きでその状態を保持するようになる。
As described above, when the
In the configuration of this embodiment, when the arm shown in FIG. 16 is swung up and down, a swinging force is applied to the
図5に示すように、交流発電機3A(又は直流発電機3B)が回転すると交流起電流iが流れ、この交流起電流iが整流部9内の整流ブリッジダイオード回路に流れると、一方向に流れる電流iとなり、その電流iを平滑回路で平滑すると、直流電流に近い電流iとなって蓄電池8へと逐次蓄電(充電)される。蓄電池8は蓄電(充電)されていくと、その電極間の充電電圧は次第に高くなっていき、充電完了電圧をVsとすると、その充電完了電圧Vsと電極間の充電時の充電電圧Voとを電圧/電流検出判定回路13で比較し、Vo>Vsになった場合は、例として蓄電池8への蓄電(充電)を停止し、充電完了を知らせる青色LEDを発光させるように構成できる。または他の実施例として図示のLED10a1を青色と赤色の2色LEDで構成し、充電完了時は青色点灯させるようにも構成できる。この構成で蓄電池8への蓄電(充電)も、ラッチ解除機構が作動している間のみ通電して、蓄電(充電)するように構成してもよい。振り子2がA地点にきてストッパー7aにより止められると、反射型センサ14でその振り子2の下面が検出され、センサ14よりパルス信号が形成され、図5に示すパルス計数部5でそのパルス数がカウントされる。パルス計数部5はセンサ14で振り子2の動きによる手の振り上げ状態を検出し、1パルスを1回の手の振り上げ動作として検出しカウントする。そして図示のように、パルス計数部5では計数した適当なカウント数に応じて報知手段10を作動させる。本実施例では報知手段10をLED10a1〜10a4や液晶表示10bを点灯表示させるように構成しており、この構成で例えばカウント数を逐次液晶表示10bに表示したり、またカウント数が300増えるごとにLED10a1〜10a4を順に点灯させるように構成できる。例えば300回手を振るとカウント数が300になってLED10a1が点灯し、もう300回(トータル600回)手を振るとLED10a2が点灯し、もう300回(トータル900回)手を振るとLED10a3が点灯し、もう300回(トータル1200回)手を振るとLED10a4が点灯するように構成できる。ここでのカウント数は300に限らず、200、400、500と適宜設定できるように構成してもよい。またLED10a1〜10a4の点灯の仕方も、常に1個づつ順に点灯するようにしてもよいし、1個づつ増えながら順に点灯していくように構成してもよい。パルス計数部5は例えば10進BCDカウンタSN74LS90やカウンタIC74HC160等で実施できる。この構成で収納している電池15が消耗して交換時期に達した時は、バンド1の裏側に形成する開閉部を開いて抜き差しでき、電池15の交換が可能である。この実施例の構成で、最初から蓄電池8が十分に蓄電(充電)されている状態であれば、LED10a1は最初から青色点灯状態になり、蓄電池8への蓄電(充電)を停止し、蓄電池8への過剰な蓄電(過充電)を抑えるように構成できる。また蓄電池8の過剰な放電(過放電)を防ぐように構成してよい。また内蔵している電池15の無駄な消費を抑えるためスイッチを設けてON/OFFできる構成してもよい。図5の整流部9内の平滑回路には、電解コンデンサを並列に接続することで、波形を直流に近い波形に平滑することができる。また蓄電池8をリチウムイオン蓄電池で構成する場合、その充電状態は4.2(V)であるため、図5(b)に示す倍電圧整流回路で構成してもよく、充電電圧に応じて倍電圧整流回路や3倍電圧整流回路で構成してよい。
図3(c)の状態になると、凸部4hが図の位置まで回転しており、同時につめ4eは元の位置まで押し上げられ、つめ4eとつめ車4dとは再び係止状態になる。つめ4eが係止状態になる時には、渦巻きばね6は元に戻った状態になり、発電機3が回転している間は、図3(b)の状態を保つ。大歯車4a1と小歯車4a2のギヤ比を適当に設定してよく、またカム4gに形成する凸部4hも1箇所に限らず2箇所以上形成してもよく、それによって腕を振る所定の回数毎にラッチ状態を解除して発電機3を回転させることができる。さらに凸部4hの幅も適当に設定してよく、それによってラッチ解除の状態を所定の回数の間に設定できる。この構成において、ラッチ解除後の発電機3が回転する回転数や速度はその都度一定に保たれることになる。
As shown in FIG. 5, when the
In the state shown in FIG. 3C, the
本実施例の構成を図14及び図15、図16で実際に手首に装着した状態で説明すると、ゴム材で伸縮するバンド1を手首に挿入して嵌めると図14(b)の状態になり、バンド1は手首にしっかりとフィットする。この状態で図16に示すように手首を上下に振ると、図16(a)の手を振り上げた状態になる迄に、振り子2は図1(b)のA地点まで回動する。同様に図16(d)(e)の手を振り下ろした状態になる迄に、振り子2は図1(b)のB地点まで回動する。A地点からB地点まで回動する間、つめ車4dが回転して渦巻きばね6が巻かれる。
そしてこの手首(腕)を振り上げる動作と振り下ろす動作を連続して行うと、渦巻きばね6に回転する復元力が逐次蓄えられる。
The configuration of this embodiment will be described with reference to FIGS. 14, 15, and 16 in a state where the
When the wrist (arm) is swung up and the wrist is swung down successively, the
図6は、本発明の構成の1実施例を示したものである。本構成では皮材でなるバンド1の両端に具備する留めバンド1aで手首に装着できる。本実施例の構成においては、図7に示すように伝動部4の構成において、交流発電機3A内の永久磁石等でなる磁性体3bを支軸4fに固定し、コイルが捲かれた起電部3aと一体の外郭を小歯車4a2とつめ車4dと合体して回転させるように構成したものである。この構成で、前述のラッチ機構が解除すると、交流発電機3Aの外郭の起電部3aが回転して誘導起電力によって発電を始める。
FIG. 6 shows an embodiment of the configuration of the present invention. In this configuration, the
図8は、本発明の構成の1実施例で、樹脂材でなるバンド1の両端部に互いに接面して係合する面ファスナー1b、1b(登録商標:マジックテープ)を設けており、バンド1を手首に巻きつけて面ファスナー1b、1bを互いに接面させることで、バンド1を手首に装着させてしっかり固定できる。この実施例の構成では、図9に示すように伝動部4の構成において、交流発電機3A内の起電部3aと、支軸4fに固定した磁性体3bがつめ車4d内に設けられており、渦巻きばね6の復元力でつめ車4dと起電部3aとが一体になって回転するように構成している。
本実施例の構成で、振り子2の支軸4fに例えばゼンマイばねを設けて、自力で図1(b)のA地点に回動して戻るように構成することもできる。本実施構成では、携帯用の電子機器で電源を充電する携帯電話機や音楽再生器やデジタルカメラ用の蓄電池8を収納する蓄電池ホルダー12を設けており、蓄電池8を蓄電池ホルダー12に抜き差して収納することができる。収納した状態で蓄電池8は充電可能状態になる。この構成で特に携帯電話機用の蓄電池8を収納する場合においては、本特許願の出願時に通信会社としては、vodafone、TU−KA、NTTDoCoMo、au等あり、また携帯電話機メーカーにあっては、NEC、京セラ、サンヨー電機、ソニーエリクソン、東芝、ノキア、パナソニック、富士通、カシオ計算機、ケンウッド、シャープ、デンソー、日本無線、パイオニア、日立製作所、三菱電機等があり、携帯電話機内に収納する蓄電池8の形状も多種多様である。また蓄電池8単体で収納するもの、蓄電池8が携帯電話機の裏蓋と一体になって収納するもの(電池パックと称される)等あり、蓄電池8を蓄電(充電)する+、−の充電端子の配置位置も様々である。そのため本発明の1実施構成として、図10に示すように、ひとつの蓄電池ホルダー12で複数社の蓄電池8を収納して充電できるように、最大公約数的に並べて配置した複数の充電端子12a、12a・・・12aを各蓄電池8の電極端子に対応する位置に配置した構成にしている。この構成で例えば充電端子12aを付勢材で押圧するようにも構成でき、各蓄電池8を蓄電池ホルダー12に収納した際、必要な充電端子12aのみが蓄電池8の電極端子に接面して通電と充電ができる。また本発明の他の実施構成として、蓄電池ホルダー12とは別体のアダプター12bを用意し、アダプター12bを蓄電池8と蓄電池ホルダー12との間に介在させて通電し充電する構成にもできる。アダプター12bは予め各蓄電池8の電極端子の配置に対応する接面端子を設けており、その接面端子がアダプター12bを蓄電池ホルダー12内に収納した際、蓄電池8の電極端子と蓄電池ホルダー12の充電端子12aとが導通するように設けて構成しており、この構成によっていかなる蓄電池8もアダプター12bを介在して構成することで充電が可能である。尚、本実施構成を前実施構成と組合せて設ける構成にしてもよい。
FIG. 8 shows an embodiment of the configuration of the present invention, in which
In the configuration of the present embodiment, for example, a mainspring may be provided on the
図11は、蓄電池8を抜き差して収納する蓄電池ホルダー12に、外部に電気を給電するコネクタ11を設けたものである。この構成により、例えば携帯電話機の電源が切れた時にはコネクタ11に携帯電話機を直接接続することで、一時的に携帯電話機の電源として使用が可能である。蓄電池8の大きさは電池状であれば、汎用性のある単4の大きさが適当である。蓄電池8への蓄電(充電)が完了したかどうかは、図5の同様の構成により、例えばLED10a1の点灯状態で確認することができる。コネクタ11は例えば接続線によって接続して延長できる構成にして実施してもよい。
FIG. 11 shows a configuration in which a connector 11 that supplies power to the outside is provided in a
図12、図13は、本発明の他の実施例の構成を示したものである。図12の構成では、振り子2の回動で回転する小歯車4a2が、つめ車4dと一体の小歯車4a2と噛合して回転するように構成しており、図1、図2で示した構成に比べて、小さい振り子2の回転トルクでつめ車4d及び内蔵した渦巻きばね6を回転させて巻くことができる。小歯車4a2と小歯車4a2とのギヤ比は適当に設定することができる。図13の構成では、振り子2の回動で回転する小歯車4a2が、大歯車4a1と噛合して回転するように構成している。この構成でも同様に実施可能である。
本発明の構成で、実際の手の振りの運動に合わせて、振り子2の回動範囲を可変設定することもでき、手の振りの運動に追従したつめ車4dの回転運動にと効率良く変換して発電できる。尚、この振り子2の回動範囲を例えばストッパー7,7aを設けた基台4dを回動できる構成にして可変設定できるようにしてもよい。また振り子2の回動幅や振り子2の長さも、運動の種類に応じて適当に可変して構成してよい。また蓄電池8への蓄電(充電)も電圧/電流検出判定回路13で効率良く制御して適度に蓄電(充電)するように構成できる。蓄電池8への蓄電(充電)は、急速に行うよりも時間をかけて行う方がよく、例えば電圧/電流検出判定回路13で蓄電池8への蓄電(充電)を定電圧に制御して、蓄電(充電)するようにも構成できる。その1実施例としてはツェナーダイオードを回路内に設けて実施することもできる。また蓄電池8の用途、種類によっては充電完了電圧Vsが異なるため、充電完了電圧Vsを適当に可変設定できる構成にしてもよい。また内蔵した電池15の代わりに蓄電池8を電源にして本発明を実施してもよい。また蓄電池8を主電源用の蓄電池8と副電源用の蓄電池8とを並列に設けておき、例えば携帯電話機の予備電源として主電源用の蓄電池8を抜き出してる間、副電源用の蓄電池8が報知手段10の電源として働かせることもできる。
また本発明の構成に、時計表示機能やその他音楽再生機能や電話機能を具備して構成してもよい。またカード式の記憶媒体を各実施例の構成に挿脱して装備できる構成にしてもよく、そのカード式の記憶媒体を装備することで、例えばパルス計数部5で計数した歩数の推移、累積を携帯電話機やPDAの画面で確認することができ、また音楽再生用(MP3プレーヤー)の記憶媒体として機能させる構成にもできる。カード式の記憶媒体としては、パナソニック社のSDメモリカードやソニー社のメモリースティック等で実施できる。
12 and 13 show the configuration of another embodiment of the present invention. In the configuration of FIG. 12, the small gear 4a2 that rotates by the rotation of the
With the configuration of the present invention, the rotation range of the
Further, the configuration of the present invention may be provided with a clock display function, other music reproduction function, and telephone function. In addition, a card-type storage medium may be configured so as to be inserted into and removed from the configuration of each embodiment. By providing the card-type storage medium, for example, transition and accumulation of the number of steps counted by the pulse counting unit 5 can be performed. It can be confirmed on the screen of a mobile phone or PDA, and can be configured to function as a storage medium for music playback (MP3 player). As a card-type storage medium, an SD memory card of Panasonic Corporation or a memory stick of Sony Corporation can be used.
本発明の各実施例では手首に装着する例を示したが、足首に装着しても勿論よく、いずれの構成も同様に実施可能である。またラッチ機構及びラッチ解除機構も、実施例の構成に限らず、同様の作用をなす構成であればよい。また本発明を構成する伝動部4を遊星歯車機構で構成してもよい。
In each embodiment of the present invention, an example of mounting on the wrist has been described, but it is needless to say that it can be mounted on the ankle, and any configuration can be similarly implemented. Also, the latch mechanism and the latch release mechanism are not limited to the configuration of the embodiment, and may be any configuration that performs the same operation. Further, the
1 : バンド
1A : 収納部
1a : 留めバンド
1b : 面ファスナー
2 : 振り子
2a: 重心
3 : 発電機
3A: 交流発電機
3B: 直流発電機
3a: 起電部
3b : 磁性体
4 : 伝動部
4A: ラチェット機構部
4a : 歯車
4a1 : 大歯車
4a2 : 小歯車
4a3 : 発電機歯車
4b : 軸継手
4c : ばね
4c1 : 圧縮ばね
4c2 : 引張りばね
4c3 : ハサミ形ばね
4d : つめ車
4e : つめ
4f : 支軸
4g : カム
4h : 凸部
5 : パルス計数部
6 : 渦巻きばね(ゼンマイ)
7、7a : ストッパー
8 : 蓄電池
9 : 整流部
10 : 報知手段
10a : LED
10b : 液晶表示
11 : コネクタ
12 : 蓄電池ホルダー
12a : 充電端子
12b : アダプター
13 : 電圧/電流検出判定回路
14 : センサ
15 : 電池
16 : 基台
17 : 押え板
1:
7, 7a: Stopper 8: Storage battery 9: Rectification unit 10: Notification unit 10a: LED
10b: liquid crystal display 11: connector 12:
Claims (9)
The momentum conversion band according to any one of claims 1 to 8, further comprising a storage medium inserted into and removed from the band.
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