JP2005245115A - 発電装置及び発電装置を備えたリモコン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長時間にわたって発電させる。
【解決手段】発電用圧電素子２と、操作手段３と、操作手段３へ加えられる操作エネルギーＥで圧電素子２を加圧して発電する加圧手段４を備え、操作エネルギーＥを弾性エネルギーとして蓄積して放出する弾性部材５を備え、この放出するエネルギーで圧電素子２の加圧を繰り返するようにしたこと。弾性部材５は、その中間を支持８して両腕部５ａ，５ｂを振動自在とし、一方の腕部５ａの自由端側に加圧を行う打撃部６を連結すると共に、他方の腕部５ｂの自由端側に操作エネルギーＥを入力させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電装置及び発電装置を備えたリモコン装置に関するものである。

従来、発電装置を備えたリモコン装置は、発電機と、発電機を駆動するための手動操作部とを備え、万一主電池が電池切れを起こしたとき、手動操作部を操作して発電機を駆動して補助電池を充電し、保持電池を電源としてリモコン回路を働かせるものがある。（特許文献１）。
特開２０００−１０４３０８公報

しかし、特許文献１に記載されている発電装置は、手動操作部を操作して間だけ発電するので、瞬時に多量の電気を発電するのに適しているが、少量の電気を長時間にわたって発電するのには適していない。更に、特許文献１に記載されているリモコン装置は、リモコン操作用の操作押しボタンとは、別に手動操作部を操作する必要があり、使い勝手が悪い。

そこで、本発明は、上記問題を解決するために、長時間にわたって発電することができる発電装置と、操作押しボタンの操作で長い時間にわたって発電して電気回路を起動させることができる発電装置を備えたリモコン装置を提供するものである。

長時間にわたって発電するために請求項１記載の本発明が採用した手段は、発電用圧電素子と、操作手段と、該操作手段へ加えられる操作エネルギーで該圧電素子を加圧して発電する加圧手段を備えた発電装置において、前記操作エネルギーを弾性エネルギーとして蓄積して放出する弾性部材を備え、この放出するエネルギーで前記圧電素子の加圧を繰り返するようにしたことを特徴とする発電装置である。なお、構造を簡単にするために、加圧手段に弾性部材を組み込んで両者を一体化することもある。
本発明にあっては、操作して操作手段に加えられた操作エネルギーは、弾性部材に一旦弾性エネルギーとして蓄積された後に加圧手段で放出され、加圧手段による圧電素子の加圧を繰り返すことになる。

加圧手段を単な構造とするために請求項２記載の本発明が採用した手段は、前記弾性部材は、その中間を支持して両腕部を振動自在とし、一方の腕部の自由端側に前記加圧を行う打撃部を連結すると共に、他方の腕部の自由端側に前記操作手段からの前記操作エネルギーを入力させる請求項１記載の発電装置である。
本発明にあっては、操作して操作手段に加えられた操作エネルギーは、弾性部材の両腕部の他方に加えられて両腕部を振動させて弾性エネルギーとして蓄えられ、両腕部と共に振動する打撃部で圧電素子を複数回にわたって打撃して発電する。

エネルギー蓄積・放出手段を簡単な構造とするために請求項３記載の本発明が採用した手段は、前記弾性部材は、その中間を支持して両腕部を振動自在とし、一方の腕部の自由端側に前記圧電素子を連結すると共に、他方の腕部の自由端側に前記操作手段からの前記操作エネルギーを入力させ、振動する前記圧電素子が発電のために衝突する衝突体を備えた請求項１記載の発電装置である。
本発明にあっては、操作して操作手段に加えられた操作エネルギーは、弾性部材の両腕部の他方端に加えられて両腕部を振動させて弾性エネルギーとして蓄えられ、両腕部と共に振動する圧電素子が衝突体に衝突する毎に発電する。

騒音の発生を抑制するために請求項４記載の本発明が採用した手段は、前記操作手段は、中間が揺動自在に支持された操作リンクと、該操作リンクを初期姿勢に戻す戻しバネを備え、前記他方の腕部の自由端側に該操作リンクの一方端を磁力で連結し、該操作リンクの他方端を入力部とした請求項２又は３記載の発電装置である。
本発明にあっては、他方の腕部の自由端側と操作リンクの一方端が磁力で連結して両者が一体となって振動する。

騒音の発生を抑制するために請求項５記載の本発明が採用した手段は、前記加圧手段は、回転体から突出して前記加圧を行う複数個の打撃部を備え、該回転体の回転軸に前記操作手段を動力伝達可能に連結した請求項１記載の発電装置である。
本発明にあっては、回転体から突出する複数個の打撃部で圧電素子を打撃して発電する。

操作手段を初期位置へ復帰させるための構造が簡単となるようにするために請求項６記載の本発明が採用した手段は、前記操作手段は、前記操作エネルギーが加えられて移動した位置から、前記弾性部材の放出するエネルギーの一部を受けて初期位置へ戻すようにした請求項５記載の発電装置である。なお、前記操作手段は、直線移動して前記回転軸へピニオンギヤを介して回転力を伝えるラックギヤを備え、前記操作エネルギーが加えられて移動した該ラックギヤを、前記弾性部材の放出するエネルギーの一部を受けて初期位置へ戻すようにすることもある。
本発明にあっては、操作エネルギーが加えられて移動した操作手段は、弾性部材の放出するエネルギーの一部を受けて初期位置へ戻る。

無電源で確実に操作できるリモコン装置とするために請求項７記載の本発明が採用した手段は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発電装置と、該発電装置からの電気を充電する充電器と、前記操作手段の移動と連動して作動するリモコン用スイッチを組み込むと共に該充電器から給電されるリモコン用電気回路を備えたことを特徴とする発電装置を備えたリモコン装置である。
本発明にあっては、操作手段の操作で長時間にわたって発電した電気を充電器に貯えて、操作手段の操作と連動するリモコン用スイツチを組み込んだリモコン用電気回路を起動させてリモコン操作できる。

請求項１記載の本発明に係る発電装置は、操作手段の操作で短時間に生じた操作エネルギーを弾性部材に蓄積し、弾性部材から放出されるエネルギーにより加圧手段で長時間にわたって圧電素子を加圧して発電することができる。

請求項２及び３記載の本発明に係る発電装置は、弾性部材が、両腕部を振動させて弾性エネルギーを蓄える簡単な構造にできる。
請求項４記載の本発明に係る発電装置は、弾性部材の腕部と操作手段の操作リンクが磁力で連結した状態で一体となって振動するために、腕部と操作リンクを衝突させる構造に比べて騒音の発生を抑制できる。

請求項５記載の本発明に係る発電装置は、圧電素子を打撃する回数を増やして、１回当たりの打撃力を弱めることにより騒音の発生を抑制できる。
請求項６記載の本発明に係る発電装置は、弾性部材の放出するエネルギーの一部を受けて操作手段が初期位置へ復帰するので、操作手段の復帰構造を簡単にできる。

請求項７記載の本発明に係るリモコン装置は、操作手段の操作で長時間にわたって発電した電気を充電器に貯えることで、無電源で確実にリモコン操作ができる。

本発明に係る発電装置（以下、「本発明発電装置」と言う。）及び本発明に係るリモコン装置（以下、「本発明リモコン装置」と言う。）を図面に示す実施形態に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明発電装置の第１の実施の形態を示す概略図である。本例の本発明発電装置１は、発電用圧電素子２と、操作手段３と、圧電素子２を加圧して発電する加圧手段４と、操作手段３へ加えられる操作エネルギーＥを弾性エネルギーとして蓄積した後に放出する弾性部材５を備え、この放出するエネルギーで圧電素子２の加圧を繰り返するようにしてある。本例の本発明発電装置１は、加圧手段４に弾性部材５を組み込んで両者４，５を一体化してある。人等による操作で操作手段３に加えられた操作エネルギーＥは、弾性部材５に弾性エネルギーとして蓄積され、その後に弾性部材５から放出され、加圧手段４で圧電素子２の加圧を繰り返して、長時間にわたって発電することになる。

前記加圧手段４に組み込まれた板バネ等からなる前記弾性部材５は、支持部材７にその中間をネジ等で支持８して腕部５ａ，５ｂを振動自在とし、一方の腕部５ａの自由端側に加圧を行う鋼玉等からなる打撃部６を連結すると共に、他方の腕部５ｂの自由端側に操作手段３の操作エネルギーを入力させるように鋼玉等からなる入力部９を連結してある。前記操作手段３は、支持部材１１に中間が枢軸等で揺動自在に支持１２された操作リンク１０を備え、操作リンク１０の一端に入力部１３を連結し、他端に鋼玉等からなる出力部１４を連結してある。

前記弾性部材５は、両腕部５ａ，５ｂを同一条件で形成する以外に、両腕部５ａ，５ｂを同一のバネ素材で形成するときには、腕部５ａ，５ｂの長さＬ１，Ｌ２を異なるようにし、また、両腕部５ａ，５ｂを同一寸法で形成するときには、異なるバネ定数のバネ素材で各々を形成することにより、両腕部５ａ，５ｂの振動条件を、圧電素子２の発電にとって最適な状態にすることも可能である。

前記発電用圧電素子２は、前記打撃部６による加圧が繰り返されることにより圧電効果として発電するものである。発電用圧電素子２は、加圧手段４から受ける打撃を緩和するために、ゴム等の緩衝材１８で支持されている。

本例の本発明発電装置１は、前記操作手段３の入力部１３が指先等で押圧されて開放されると、操作リンク１０が揺動して出力部１４で加圧手段４の入力部９を一回打撃して、押圧に伴う操作エネルギーＥを加圧手段４へ伝達する。操作手段３で打撃された加圧手段４は、両腕部５ａ，５ｂが振動して操作エネルギーＥを弾性エネルギーとして蓄積すると共に、打撃部６で発電用圧電素子２を繰り返して打撃して加圧する。発電用圧電素子２は、この繰り返す加圧により発電し、極性調整回路１５を経て発電極性の整えられた電気を充電器１６へ供給する。充電器１６に貯えられた電気は、適宜の電気回路１７に供給され、電気回路１７を起動させる。

（第２の実施の形態）
図２は、本発明発電装置の第２の実施の形態を示す概略図である。本例の本発明発電装置２１が前記第１の実施の形態に係る本発明発電装置１（図１参照）と大きく相違する点は、操作手段３の操作リンク１０を初期姿勢に戻すコイルバネ等からなる戻しバネ２２を備え、弾性部材５の他方の腕部５ｂの自由端側に操作リンク１０の一方端を磁力で連結し、操作リンク１０の他方端を入力部としたことである。この磁力による連結は、前記入力部９及び出力部１４の両方又は一方を磁石で形成して、磁力で吸着させるようにしてある。この相違点以外の構成は、前記第１の実施の形態（図１参照）と実質的に同一であり、第１の実施の形態と同一の符号は同一の構成部材等である。

本例の本発明発電装置２１は、弾性部材４の腕部５ｂと操作手段３の操作リンク１０が磁力で連結した状態で一体となって振動するために、腕部５ｂと操作リンク１０を衝突させる構造に比べて騒音の発生を抑制できる。操作手段３で操作エネルギーＥの供給を受けた加圧手段４は、腕部５ａが振動して操作エネルギーＥを弾性エネルギーとして蓄積すると共に、打撃部６で発電用圧電素子２を繰り返して打撃して加圧する。発電用圧電素子２は、この繰り返す加圧により発電し、極性調整回路１５を経て発電極性の整えられた電気を充電器１６へ供給する。

（第３の実施の形態）
図３は、本発明発電装置の第２の実施の形態を示す概略図である。本例の本発明発電装置３１が前記第１の実施の形態に係る本発明発電装置１と大きく相違する点は、加圧手段４を構成する弾性部材５の一方の腕部５ａの自由端側に圧電素子２を連結すると共に、腕部５ａと共に振動する圧電素子２が発電のために衝突する衝突体３２を備えたことである。衝突体３２は、緩衝材１８に固定した鋼玉等で形成される。この相違点以外の構成は、前記第１の実施の形態（図１参照）と実質的に同一であり、第１の実施の形態と同一の符号は同一の構成部材等である。弾性体５の一方の腕部５ａは、その自由端側に振動調整用重り３３を必要に応じて設けてある。

本例の本発明発電装置３１は、操作して操作手段３に加えられた操作エネルギーＥが、弾性部材５の腕部５ｂの自由端側に加えられて両腕部５ａ，５ｂを振動させて弾性エネルギーとして蓄えられ、腕部５ａと共に振動する圧電素子２が衝突体３２に衝突する毎に発電する。

（第４の実施の形態）
図４は、本発明発電装置の第４の実施の形態を示す概略図である。本例の本発明発電装置４１が前記第１の実施の形態に係る本発明発電装置１と大きく相違する点は、加圧手段４を構成する弾性部材５の一方の腕部５ａの自由端側に圧電素子２を連結すると共に、腕部５ａと共に振動する圧電素子２が発電のために衝突する衝突体３２を備え、更に、操作手段３の操作リンク１０を初期姿勢に戻す戻しバネ２２を備え、弾性部材５の他方の腕部５ｂの自由端側に操作リンク１０の一方端を磁力で連結し、操作リンク１０の他方端を入力部としたことである。衝突体３２は、緩衝材１８に固定した鋼玉等で形成される。上記連結は、入力部９及び出力部１４の両方又は一方を磁石で形成して、磁力で吸着させるようにしてある。弾性体５の一方の腕部５ａは、その自由端側に振動調整用重り３３を必要に応じて設けてある。この相違点以外の構成は、前記第１の実施の形態（図１参照）と実質的に同一であり、第１の実施の形態と同一の符号は同一の構成部材等である。

本例の本発明発電装置４１は、弾性部材４の腕部５ｂと操作手段３の操作リンク１０が磁力で連結した状態で一体となって振動するために、腕部５ｂと操作リンク１０を衝突させる構造に比べて騒音の発生を抑制できる。そして、本例の本発明発電装置４１は、操作して操作手段３に加えられた操作エネルギーＥが、弾性部材５の腕部５ｂの自由端側に加えられて腕部５ａを振動させて弾性エネルギーとして蓄えられ、腕部５ａと共に振動する圧電素子２が衝突体３２に衝突する毎に発電する。

（第５の実施の形態）
図５は、本発明発電装置を備えた本発明リモコン装置の第５の実施の形態を示すものであって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。

本例の本発明リモコン装置５０に備えらた本発明発電装置５１は、発電用圧電素子２と、操作押しボタン６６を有する操作手段５３と、圧電素子２を加圧して発電する加圧手段５４と、操作手段５３へ加えられる操作エネルギーＥを弾性エネルギーとして蓄積して放出する弾性部材５５を有し、弾性部材５５が放出する弾性エネルギーを加圧手段５４へ伝達して圧電素子２の加圧を繰り返するようにしてある。指先等の操作等で操作押しボタン６６を介して操作手段５３に加えられた操作エネルギーＥは、弾性部材５５に弾性エネルギーとして蓄積され、その後に弾性部材５５から放出されて加圧手段５４へ伝達され、加圧手段５４による圧電素子２の加圧を繰り返して、長時間にわたって発電することになる。

前記加圧手段５４は、軸支６７された回転軸５８と、回転軸５８を介して回転自在に支持された回転体５７と、回転体５７の外周面から突出する複数個の打撃部５６を備え、この回転軸５８に操作手段５３を動力伝達可能にギヤ機構で連結５９してある。前記操作手段５３は、案内手段６０に案内されて直線移動するラックギヤ６１を備え、前記回転軸５８に取付けたピニオンギヤ６２にラックギヤ６１を歯合させてある。前記弾性部材５５は、圧縮コイルバネ等からなり、操作手段５３のラックギヤ６１と固定基部６３との間に配置され、操作エネルギーＥが加えられて前進移動するラックギヤ６１で押圧されて弾性エネルギーを蓄積し、その後に操作手段５３に加えられ操作が解除されると、弾性部材５５の放出する弾性エネルギーの一部を受けて操作手段５３のラックギヤ６１を初期位置へ戻すようにしてある。前記操作手段５３に加えられる力は、回転力となって回転軸５８に伝達される。ラックギヤ６１は、初期位置に待機しているときに、ピニオンギヤ６２と歯合しないように欠歯領域６１ａが形成されている。

前記操作手段５３のラックギヤ６１と固定基部６３との間には、ダンパー等からなるエネルギー放出速度を調整する速度調整具６４が必要に応じて配設され、弾性部材５５から弾性エネルギーを徐々に放出してラックギヤ６１を初期位置へ向かって徐々に戻すようにしてある。なお、回転軸５８に操作手段５３を動力伝達可能に連結５９する機構として、前記ピニオンギヤ６２及びラックギヤ６１の組合せ以外に、図示は省略したが、回転軸５８に設けたクランと摺動自在に案内される操作押しボタン６６を連結棒で連結するリンク機構等を作用することが可能である。更に、図示は省略したが、前記ピニオンギヤ６２を中間軸に軸支して、回転軸５８に取付けた小径のギヤに大径のピニオンギヤ６２を歯合させて増速させ、操作手段５３の操作一回当たりの圧電素子２の加圧回数を増やすことも可能である。

前記発電用圧電素子２は、加圧が繰り返されることにより圧電効果として発電するものである。発電用圧電素子２は、加圧手段５４の打撃部５６から受ける打撃を緩和するために、ゴム等の緩衝材１８で支持されている。本例の本発明リモコン装置５０は、リモコン用スイッチ６５を備え、操作手段５３のラックギヤ６１が前進位置へ到達したときに、スイッチ６５が作動するよになっている。

本例の本発明リモコン装置５０は、前記操作手段５３の入力部である操作押しボタン６６が指先等で押圧されると、弾性部材５５の反発力に抗してラックギヤ６１を前進移動させて、弾性部材５５に弾性エネルギーＥを蓄積させる。リモコン用スイツチ６５は、前進移動して停止したラックギヤ６１で押圧されて作動し、操作信号をリモコン用電気回路１９へ出力する。操作手段５３に対する押圧が解除されると、弾性部材５５が放出する弾性エネルギーでラックギヤ６１を初期位置へ後退させる。ラックギヤ６１は、速度調整具６４により徐々に後退する。ラックギヤ６１と歯合するピニオンギヤ６２は、ラックギヤ６１の前進移動及び後退移動に伴い回転力を回転軸５８へ伝達して回転体５７を正逆方向へ回転させる。発電用圧電素子２は、回転する回転体５７の複数個の打撃部５６で繰り返して打撃を受けて加圧され、発電する。発電用圧電素子２は、この繰り返す加圧により発電し、極性調整回路１５を経て発電極性の整えられた電気を充電器１６へ供給する。充電器１６に貯えられた電気は、リモコン用電気回路１９に供給され、リモコン用電気回路１９を起動させる。

本例の本発明リモコン装置５０は、操作押しボタン６６が指先等で押圧されると、発電しつつリモコン用スイツチ６５を作動させるので、給電されて起動しているリモコン用電気回路１９にリモコン用スイツチ６５から操作信号が入力され、リモコン用電気回路１９から操作用の無線信号を操作される機器（図示略）へ発信する。このように、本例の本発明リモコン装置５０は、操作手段５３の操作で短時間に生じた操作エネルギーＥを弾性部材５５から加圧手段５４へ放出することで、長時間にわたって発電して充電器１６に貯えて、操作手段５３の操作と連動するリモコン用スイツチ６５を組み込んだリモコン用電気回路１９を起動させて確実にリモコン操作できる。

（第６の実施の形態）
図６は、本発明発電装置を備えた本発明リモコン装置の第６の実施の形態を示す正面図である。

本例の本発明リモコン装置６０が前記第５の実施の形態に係る本発明リモコン装置５０と大きく相違する点は、複数（本例は三組）の操作手段５３及びスイッチ６５を備え、各組の操作手段５３及びスイッチ６５を独立して操作できるようにしたことである。この相違点以外の構成は、前記第５の実施の形態（図１参照）と実質的に同一であり、第５の実施の形態と同一の符号は同一の構成部材等である。なお、独立して操作できるようにするために、各組の操作手段５３は、初期位置で待機しているときに、回転軸５８に取付けられているピニオンギヤ６２と歯合しないようにラックギヤ６１に欠歯領域６１ａを形成し、ラックギヤ６１を適宜寸法だけ押し込むことによりピニオンギヤ６２と歯合するようになっている。

（その他の実施の形態）
前記第１乃至４の実施の形態（図１乃至図４参照）において、図示は省略したが、前記操作手段３の移動と連動して作動するリモコン用スイッチ６５及びリモコン用電気回路１９を組み込んでリモコン装置とすることも勿論可能である。

本発明発電装置の第１の実施の形態を示す概略図である。 本発明発電装置の第２の実施の形態を示す概略図である。 本発明発電装置の第３の実施の形態を示す概略図である。 本発明発電装置の第４の実施の形態を示す概略図である。 本発明発電装置を備えた本発明リモコン装置の第５の実施の形態を示す概略図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。 本発明発電装置を備えた本発明リモコン装置の第６の実施の形態を示す正面図である。

符号の説明

１…本発明発電装置、２…発電用圧電素子、３（５３）…操作手段、４（５４）…加圧手段、５（５５）…弾性部材、５ａ，５ｂ…腕部、Ｅ…操作エネルギー、１６…充電器、１９…リモコン用電気回路、６５…リモコン用スイツチ

Claims (7)

1. 発電用圧電素子と、操作手段と、該操作手段へ加えられる操作エネルギーで該圧電素子を加圧して発電する加圧手段を備えた発電装置において、前記操作エネルギーを弾性エネルギーとして蓄積して放出する弾性部材を備え、この放出するエネルギーで前記圧電素子の加圧を繰り返するようにしたことを特徴とする発電装置。
2. 前記弾性部材は、その中間を支持して両腕部を振動自在とし、一方の腕部の自由端側に前記加圧を行う打撃部を連結すると共に、他方の腕部の自由端側に前記操作手段からの前記操作エネルギーを入力させる請求項１記載の発電装置。
3. 前記弾性部材は、その中間を支持して両腕部を振動自在とし、一方の腕部の自由端側に前記圧電素子を連結すると共に、他方の腕部の自由端側に前記操作手段からの前記操作エネルギーを入力させ、振動する前記圧電素子が発電のために衝突する衝突体を備えた請求項１記載の発電装置。
4. 前記操作手段は、中間が揺動自在に支持された操作リンクと、該操作リンクを初期姿勢に戻す戻しバネを備え、前記他方の腕部の自由端側に該操作リンクの一方端を磁力で連結し、該操作リンクの他方端を入力部とした請求項２又は３記載の発電装置。
5. 前記加圧手段は、回転体から突出して前記加圧を行う複数個の打撃部を備え、該回転体の回転軸に前記操作手段を動力伝達可能に連結した請求項１記載の発電装置。
6. 前記操作手段は、前記操作エネルギーが加えられて移動した位置から、前記弾性部材の放出するエネルギーの一部を受けて初期位置へ戻すようにした請求項５記載の発電装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発電装置と、該発電装置からの電気を充電する充電器と、前記操作手段の移動と連動して作動するリモコン用スイッチを組み込むと共に該充電器から給電されるリモコン用電気回路を備えたことを特徴とする発電装置を備えたリモコン装置。
   

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