JP2011151944A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予め発電装置を内蔵することを前提として構成された電子機器でなくても発電装置を用いて発電した電力を使用することが可能な発電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】静電誘導式または電磁誘導式の発電機構を備えるものであって、発電機構に電気的に接続された第一の整流手段と、第一の整流手段に電気的に接続された蓄電手段と、蓄電手段に電気的に接続された外部正極および外部負極を備え、電子機器に使用される電池と交換可能な外形を備えて形成されることによって、電子機器に内蔵された電池と交換して使用可能であるため、予め発電装置を内蔵することを前提として構成された電子機器でなくても発電装置を用いて発電した電力を使用することが可能な発電装置を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に時計、補聴器、携帯電話やパーソナルコンピュータなどの各種電子機器に使用される発電装置に関するものである。

近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器の多様化や高機能化が進むなか、ＣＰＵ等の制御手段の処理負荷が大きくなり、使用する電力も増大し、充電回数や電池交換の頻度も増加していることから、電子機器内に発電装置を内蔵するものが求められている。

このような従来の発電装置について、図１１を用いて説明する。

図１１は従来の発電装置の断面模式図で、エレクトレットによる可動電極１は、予め電子が注入されており、その表面に電荷が保持されている。

ここで、発電装置１０全体に外部から振動が加えられると、可動電極１が下面に設けられた揺動体２が左右に揺動して、固定電極３と対向した可動電極１が、固定電極３上を交差する。

そして、可動電極１と交差した固定電極３上には、静電誘導により電荷が誘起される。例えば可動電極１の固定電極３と対向する表面に、マイナスの電荷が保持されていれば、この固定電極３に誘起された電荷はプラスの電荷となり、抵抗体４の両端に電圧が印加されて下向きの電流が流れる。

ここで、可動電極１と固定電極３の交差する面積が増加すれば、上述したように、抵抗体４には下向きの電流が流れるが、一方、可動電極１が配置された揺動体２の振動により、可動電極１と固定電極３の交差する面積が減少すると、固定電極３に誘起されたプラスの電荷は減少するため、抵抗体４には上向きの電流が流れることになる。

つまり、可動電極１が固定電極３と交差して振動することにより、抵抗体４に下向きおよび上向きの電流が流れ、両端に交流の電圧が発生する。

さらに、可動電極１が固定電極３と交差する部分が無い場合でも、抵抗体４の両端に電圧を発生させるために、固定電極３の下面の電荷供給用電極５との間に設けられた絶縁体６で窪みを形成させ、窪みの下面に電子放出部７が設けられている。

この電子放出部７は、固定電極３と電荷供給用電極５間に電圧を印加することで、電荷供給用電極５の表面から電子を放出させ、対向して設けられている可動電極１へ電子を注入する。

これにより、例えば、抵抗体４の両端の電圧が低下した場合に、固定電極３と電荷供給用電極５間に電圧を印加して、抵抗体４の両端に生じる電圧の低下を防ぐものとなっていた。

このように構成された発電装置１０が、電子機器（図示せず）の回路基板（図示せず）上に構成されて、電子機器に電池が無くても電子機器が駆動する電力を供給するものとなっていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００９−９５１８１号公報

しかしながら、従来の発電装置においては、発電装置は電子機器の回路基板上に構成されており、予め発電装置を内蔵することを前提として構成された電子機器でないと、内蔵された発電装置を用いて発電することは出来なかった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、発電装置を電子機器の駆動電力源として用いられていた電池の収納スペースに電池と交換して収納できる構成とすることにより、予め発電装置を内蔵することを前提として構成された電子機器でなくても発電装置を用いて発電した電力を使用することが可能な発電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、静電誘導式または電磁誘導式の発電機構を備えるものであって、発電機構に電気的に接続された第一の整流手段と、第一の整流手段に電気的に接続された蓄電手段と、蓄電手段に電気的に接続された外部正極および外部負極を備え、電子機器に使用される電池と交換可能な外形を備えて形成されたものであり、電子機器に内蔵された電池と交換して使用可能であるため、予め発電装置を内蔵することを前提として構成された電子機器でなくても発電装置を用いて発電した電力を使用することができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、静電誘導式の発電機構を、エレクトレットによる可動電極が配置された揺動体と、可動電極と対向する固定電極を備えた固定体と、からなる発電機構とし、電磁誘導式の発電機構を、磁石からなる可動体と、可動体に対向する端面を備えた誘導体と、誘導体に巻回されたコイルと、からなる発電機構として、さらに、第一の整流手段は、固定電極またはコイルに電気的に接続されたものとして構成しているため、電子機器に内蔵された電池と交換して使用可能であると共に、位置が固定された固定電極またはコイルに第一の整流手段が電気的に接続されているため、第一の整流手段を簡便に接続可能な発電装置を提供することができるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、外形をＩＥＣ６００８６またはＪＩＳＣ８５００の規格に定められる外形に沿った形状で構成されたものであり、一般的な電池の外形に従って発電装置を構成することができ、汎用性を持たせて使用する電子機器の用途を拡大できるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、外形が直方体形状で構成され、同一面に外部正極および外部負極を備えたものであり、ＩＥＣ６００８６またはＪＩＳＣ８５００の規格に定められない外形の電池に交換して本発明の発電装置を使用できるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、揺動体が上面及び下面の揺動板を貼り合せて構成され、揺動板の所定位置に球状体が回転可能に挟まれたものであり、揺動体が揺動する際の摩擦が減少し、効率的に揺動体を振動させることが出来るため、蓄電手段に対しての充電効率を増加させることができるという作用を有する。

請求項６に記載の発明は、請求項１記載の発明において、蓄電手段と外部正極との間に外部正極から蓄電手段に流れる電流を阻害する第二の整流手段と、蓄電手段と外部負極との間に蓄電手段から外部負極に流れる電流を阻害する第三の整流手段のうち少なくとも片方を設けたものであり、外部正極から外部負極の方向へ電流が流れることを防ぐことができるため、電子機器の回路へかかる負担を軽減しうる発電装置を提供しうるという作用を有する。

請求項７に記載の発明は、請求項１記載の発明において、第一の整流手段として、四個のダイオードにより構成された全波整流回路を用いたものであり、可動電極と固定電極との間で発生する電流の方向に関わらず、蓄電手段を充電することができるため、蓄電手段に対しての充電効率を増加させることができるという作用を有する。

請求項８に記載の発明は、請求項１記載の発明において、発電機構を複数設け、発電機構ごとに第一の整流手段が設けられたもので、ある発電機構により生じた電流が他の発電機構に流れることを防いでいるため、蓄電手段に対しての充電効率を増加させることができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、予め発電装置を内蔵することを前提として構成された電子機器でなくても発電装置を用いて発電した電力を使用することが可能な発電装置を提供することができるという有利な効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態による発電装置の分解斜視図 同発電装置の断面図 同発電装置の回路構成を示すブロック図 同発電装置の回路構成を示すブロック図 同他の発電装置の外形を示す斜視図 同他の発電機構を分解した上面斜視図 同他の揺動体の断面図 同他の発電機構を示す斜視図 本発明の第２の実施の形態による発電装置の分解斜視図 同発電装置の回路構成を示すブロック図 従来の発電装置の断面模式図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１０を用いて説明する。

なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。

（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜７記載の発明について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態における発電装置の分解斜視図、図２は同断面図で、同図において１２は金属または樹脂などの揺動体である。

この揺動体１２は左右両端に扇状に膨らんだ扇状部１２Ａを備え、左右の扇状部１２Ａの間には貫通孔１２Ｂを備え、扇状部１２Ａの上下面に貫通して櫛状に並んだエレクトレットによる可動電極１３を配置している。

ここで、可動電極１３を構成するエレクトレットの材料としては、例えばテトラエトキシシラン、アモルファスフッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどが用いられ、可動電極１３には予め電荷が保持されている。

また、揺動体１２を挟んで、上方に円形の絶縁体からなる薄板１４が、下方に同じく円形の絶縁体からなる薄板１５が設けられている。

この薄板１４の中央には貫通孔１４Ａが設けられており、薄板１４の下面には貫通孔１４Ａを四方に囲んで線状の固定電極１６Ａが櫛状に並べられて設けられ、また各固定電極１６Ａは固定電極１６Ｂにより接続されている。

また、薄板１４と同様に薄板１５の中央には貫通孔１５Ａが設けられており、薄板１５の上面には貫通孔１５Ａを四方に囲んで線状の固定電極１７Ａが櫛状に並べられて設けられ、また各固定電極１７Ａは固定電極１７Ｂにより接続されている。

そして、金属製の固定ピン１８が、薄板１４の貫通孔１４Ａと揺動体１２の貫通孔１２Ｂと薄板１５の貫通孔１５Ａを貫通して、固定ピン１８に対し薄板１４と薄板１５は回転しないよう固定され、揺動体１２は薄板１４と薄板１５の間に揺動可能に保持されて、静電誘導式の発電機構２０が形成されている。

なお、ここで固定電極１６Ａの下面は、揺動体１２が揺動した際に可動電極１３の上面と対向し、揺動に伴って交差する位置となっており、また固定電極１７Ａの上面も、揺動体１２が揺動した際に可動電極１３の下面と対向し揺動に伴って交差する位置となっており、固定電極１６Ａの下面と固定電極１７Ａの上面は揺動体１２の揺動方向に対し、互いにずれた位置関係となっている。

ここで、本実施の形態では、可動電極１３を構成するエレクトレットの材料としてテトラエトキシシランやアモルファスフッ素樹脂などを用いているが、所望の出力を得るために、その厚みを１マイクロメートル以上１００マイクロメートル以下とし、可動電極１３と固定電極１６Ａ及び１７Ａとの間隔を１００マイクロメートル以下としている。

そして、発電機構２０の下方に上下面に配線（図示せず）が形成された円形の基板２１が設けられており、基板２１の上面には、第一の整流手段として、例えば四個のダイオードがブリッジ接続された全波整流回路２２が設けられている。

この全波整流回路２２から四本の端子２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄが図１で示すように延出しており、端子２３Ａから延出した配線２４Ａが固定電極１６Ｂに、端子２３Ｂから延出した配線２４Ｂが固定電極１７Ｂにそれぞれ電気的に接続されている。

また、基板２１の下方にはコンデンサや蓄電池で形成された円柱状の蓄電手段２５が、蓄電手段２５の上面には内部正極２６Ａと内部負極２６Ｂが設けられており、内部正極２６Ａは端子２３Ｃに配線２４Ｃで電気的に接続され、内部負極２６Ｂは端子２３Ｄに配線２４Ｄで電気的に接続されている。

さらに、２７は導電金属製で下面開放の略円筒箱型の外部負極で、２８は同じく導電金属製で上面開放の略円筒箱型の外部正極である。

また、内部正極２６Ａと接続した端子２３Ｃが、第二の整流手段であるダイオード２９Ａと配線２４Ｅを介して外部正極２８に電気的に接続され、また内部負極２６Ｂと接続した端子２３Ｄが、第三の整流手段であるダイオード２９Ｂと配線２４Ｆを介して外部負極２７に電気的に接続される。

ここで、ダイオード２９Ａは外部正極２８から蓄電手段２５の内部正極２６Ａに流れる電流を阻害する向きで電気的に接続され、ダイオード２９Ｂは蓄電手段２５の内部負極２６Ｂから外部負極２７に流れる電流を阻害する向きで電気的に接続されている。

なお、ダイオード２９Ａとダイオード２９Ｂは少なくとも一つが接続されていれば、外部正極２８から外部負極２７に流れる電流を阻害できるため、少なくとも片方あれば良い。

そして、外部正極２８底面に、蓄電手段２５と基板２１と発電機構２０が積み重ねられて外部負極２７との間に内包され、いわゆるボタン電池やコイン電池などの外形に合わせて、発電装置３０が構成されている。

なお、上述の説明では、エレクトレットによる可動電極１３と可動電極１３に対向した固定電極１６Ａ、１６Ｂとして説明したが、エレクトレットによる固定電極１６Ａ、１６Ｂと、固定電極１６Ａ、１６Ｂに対向した可動電極１３とし、全波整流回路２２を可動電極１３に接続した構成としても良い。

このように構成された発電装置３０は、例えば時計、補聴器、携帯電話などの電子機器（図示せず）の電池を収納する収納スペース内に挿入されて、電子機器を駆動させる電力を供給する。

そして、電子機器を所持した者が移動あるいは歩行などした場合に、揺動体１２が扇状部１２Ａの自重により回転あるいは振動して、固定電極１６Ａ及び１７Ａと交差して電力を発生し、その発生した電力が蓄電手段２５に蓄えられ、電子機器に対して電力を供給する。

この動作原理について、図３および図４の発電装置３０の回路構成を示すブロック図を用いて説明するが、図３（ａ）は、可動電極１３が設けられた揺動体１２が揺動して、可動電極１３が固定電極１７Ａの上方から、固定電極１７Ａとずらして設けられた固定電極１６Ａの下方に進入、すなわち可動電極１３が固定電極１６Ａと交差し始めた状態を示している。

このとき、可動電極１３の上面および下面にマイナスの電荷が保持されているため、対向した固定電極１６Ａには交差している部分にプラスの電荷が誘起され、固定電極１７Ａに誘起されたプラスの電荷は減少する。

これに伴い、固定電極１７Ａに接続された配線２４ＢにＡの方向の電流が生じ、全波整流回路２２に配線２４Ｂから流入した電流がＢの矢印の経路で流れ、蓄電手段２５の内部正極２６Ａに流入する。また、蓄電手段２５の内部負極２６Ｂから流出した電流は全波整流回路２２をＣの矢印の経路で流れ、配線２４ＡをＤの矢印の経路で流れて、固定電極１６Ａに流入する。このように、内部正極２６Ａから電流が流入し、内部負極２６Ｂから電流が流出することで、蓄電手段２５が充電される。

次に、図３（ｂ）は、可動電極１３が進行し、固定電極１６Ａの下方に収まった状態を示している。この場合、固定電極１６Ａの可動電極１３と対向した下面の交差している部分にプラスの電荷が誘起される一方、固定電極１７Ａの上面は可動電極１３と交差している部分が無くなり、プラスの電荷が無くなる。

このように、図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態に移行している間は、固定電極１６Ａに蓄えられるプラスの電荷が増加し、固定電極１７Ａに蓄えられるプラスの電荷が減少しているため、矢印ＡからＤで示した電流の方向は、図３（ａ）で説明したとおりで変化せず、これにより蓄電手段２５が充電される。

次に、図４は、可動電極１３がさらに進行し、対向した固定電極１６Ａと固定電極１７Ａの間から、可動電極１３が右方にはみ出した状態を示している。この場合、固定電極１６Ａに誘起されるプラスの電荷が減少し、固定電極１７Ａに誘起されるプラスの電荷が増加する。

これに伴い、固定電極１６Ａに接続された配線２４ＡにＥの方向の電流が生じ、全波整流回路２２に配線２４Ａから流入した電流がＦの矢印の経路で流れ、蓄電手段２５の内部正極２６Ａに流入する。また、蓄電手段２５の内部負極２６Ｂから流出した電流は全波整流回路２２をＧの矢印の経路で流れ、配線２４ＢをＨの矢印の経路で流れて、固定電極１７Ａに流入する。このように、内部正極２６Ａから電流が流入し、内部負極２６Ｂから電流が流出することで、蓄電手段２５が充電される。

すなわち、固定電極１６Ａや固定電極１７Ａに対する電流の入出方向が入れ替わっても全波整流回路２２が設けられているため、蓄電手段２５は充電される。つまり、可動電極１３が左右に振動すれば、蓄電手段２５が充電されるものとなっている。

また、既存の電池と交換可能とするため、外部負極２７と外部正極２８とで構成される外形は、国際電気標準会議が定めた電池に対する規格であるＩＥＣ６００８６又はそれに対応する日本国内のＪＩＳ規格であるＪＩＳＣ８５００に従うものとする。

例えば、外形寸法の規格である、Ｒ４１、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４８、Ｒ５４、Ｒ５５、Ｒ７０などの固有記号に従い、固有記号が定められていなくても、既存の電池寸法として存在するＲ１６３２、Ｒ２４５０、Ｒ１０２５、Ｒ１２１６、Ｒ１２２０、Ｒ１２２５、Ｒ１６１６、Ｒ２０１２、Ｒ２０１６、Ｒ２０２５、Ｒ２０３２、Ｒ２３２５、Ｒ２３３０、Ｒ２３５４、Ｒ２４７７、Ｒ３０３２（数字の上２桁が直径、下２桁が厚みを表し、例えば２０３２は直径２０ｍｍ厚み３．２ｍｍを示している）などに従い形成する。

さらに、図５に示す本実施の形態による他の発電装置の斜視図で示すように、円筒形や角形の電池と交換可能な構成としても良い。

具体的には、例えば図５（ａ）に示す、円筒形の発電装置３０１のように上端に外部正極２８１を備え、下端に外部負極２７１を備えた構成とする。

そして発電装置３０１の外形は、ＩＥＣ６００８６またはＪＩＳＣ８５００の規格に定められる外形寸法のＲ０３（日本の通称では単４形に相当する）、Ｒ１（日本の通称では単５形に相当する）、Ｒ６（日本の通称では単３形に相当する）、Ｒ１４（日本の通称では単２形に相当する）、Ｒ２０（日本の通称では単１形に相当する）、Ｒ１２３Ａ、Ｒ２などで構成する。

また、例えば図５（ｂ）に示す角形の発電装置３０２として、上端に外部正極２８２と外部負極２７２を並べて備えた構成とし、外形は外形寸法の規格である６Ｆ２２（９Ｖの電池に用いられる）などで構成する。

さらに、例えば図５（ｃ）に示す発電装置３０３のように、前面に外部正極２８３と外部負極２７３を並べて備えた構成とし、例えば携帯電話などの電子機器に使用されるような、一般の乾電池よりも大容量の電気容量を持つ電池パックの外形に合わせて、本発明の発電装置の外形を構成しても良い。

このように、種種の一般に使われている電池の外形に合わせて、発電装置の外形を構成しているため、携帯可能な電子機器には様々な規格の電池が使用されているが、それぞれに対応して交換可能な発電装置を提供することができ、利便性を向上させることができる。

また、上述の説明においては、可動電極１３、固定電極１６Ａ、固定電極１７Ａは並列に配列されたものとして説明したが、図６の発電機構２０１を分解した上面斜視図で示すように、可動電極１３１、電極１６１Ａ、固定電極１７１Ａを中心から放射状に配置し、電極１６１Ａ、固定電極１７１Ａを全周に配置した構成とすることもできる。

このように、電極１６１Ａ、固定電極１７１Ａを全周に配置することで、可動電極１３１が振動する位置に関わらず、蓄電手段２５を充電することが可能となる。

また、図７の揺動体１２１の断面図で示す様に、揺動体１２１を上面の揺動板１２１Ａと揺動板１２１Ｂが接着剤（図示せず）などで貼り合わされた構成とし、揺動板１２１Ａと揺動板１２１Ｂの間の所定位置に、例えば鋼鉄などの金属を材料とする球状体３２を挟みこみ、ベアリングとしても良い。

ここで、エレクトレットによる可動電極１３１は揺動板１２１Ａの上面および揺動板１２１Ｂの下面に設けるものとし、揺動板１２１Ａの上面の可動電極１３１Ａの上面および、揺動板１２１Ｂの下面の可動電極１３１Ｂの下面にはマイナスの電荷が保持されているものとする。

このような構成とすることで揺動体１２１が揺動する際の摩擦が減少し、効率的に揺動体１２１を振動させることが出来るため、蓄電手段２５に対しての充電効率を増加させることができる。

また、上述した発電機構２０はエレクトレットを用いた静電誘導式のものであるが、図８に示す他の発電機構を示す斜視図で示すように、発電機構は電磁誘導式のものでも良い。

ここで、３２は樹脂製で略円柱形状の可動体で、可動体３２の側面には、複数の磁石３３が貼り付けられ、その表面はＳ極、Ｎ極が交互に配列されている。

なお、可動体３２は例えば円柱形状で金属製の錘３４が備えられ、偏心している。これにより、例えば発電機構２０２全体が平行移動すると、それにつれて、可動体３２が揺動したり、回転したりするものとなっている。

また、誘導体３５は例えば鋼鉄やフェライトなどの導磁性の材料を逆Ｕ字状に折り曲げた形状で形成され、誘導体３５の略中央にはコイル３６が巻回されている。

そして、誘導体３５の両端が、可動体３２の側面に対向するように、可動体３２の上方から組み合わされて、発電機構２０２が構成されている。

なお、誘導体３５の両端は、必ず異なる磁極（Ｓ極、Ｎ極）に対向するよう、可動体３２の側面に貼り付けられた磁石は、可動体３２の中心を挟んだ表裏の面で逆の磁極となっている。

この発電機構２０２の動作について説明すると、可動体３２が揺動または回転すると、誘導体３５が対向する磁石３３がその隣の磁石３３に移ることによって、誘導体３５内の磁流の方向が変化する。

これにより、コイル３６には誘導体３５内の磁流の変化に対抗するように磁流を発生させるよう、コイル３３に電流が流れる。さらに可動体３２が揺動または回転し、誘導体３５が対向する磁石３３がその隣の磁石３３に移ると、誘導体３５に流れる磁流が逆方向に変化し、それによりコイル３６に流れる電流の方向も逆向きになる。

つまり、可動体３２の揺動または回転により、コイル３６に流れる電流の方向が変化し、交流電流が発生する。なお、この交流電流が全波整流回路２２により整流されて蓄電手段２５に蓄電されるのは上述した静電誘導式の発電機構２０と同様である。

このように本実施の形態によれば、静電誘導式または電磁誘導式の発電機構を備えるものであって、発電機構に電気的に接続された第一の整流手段と、第一の整流手段に電気的に接続された蓄電手段と、蓄電手段に電気的に接続された外部正極および外部負極を備え、電子機器に使用される電池と交換可能な外形を備えて形成されることによって、電子機器に内蔵された電池と交換して使用可能であるため、予め発電装置を内蔵することを前提として構成された電子機器でなくても発電装置を用いて発電した電力を使用することが可能な発電装置を得ることができるものである。

また、静電誘導式の発電機構を、エレクトレットによる可動電極が配置された揺動体と、可動電極と対向する固定電極を備えた固定体と、からなる発電機構とし、電磁誘導式の発電機構を、磁石からなる可動体と、可動体に対向する端面を備えた誘導体と、誘導体に巻回されたコイルと、からなる発電機構とし、さらに第一の整流手段は、固定電極またはコイルに電気的に接続して構成することによって、電子機器に内蔵された電池と交換して使用可能であると共に、位置が固定された固定電極またはコイルに第一の整流手段が電気的に接続されているため、第一の整流手段を簡便に接続可能な発電装置を得ることができるものである。

また、外形をＩＥＣ６００８６またはＪＩＳＣ８５００の規格に定められる外形に沿った形状で構成されることによって、一般的な電池の外形に従って発電装置を構成することができ、汎用性を持たせて使用する電子機器の用途を拡大することが可能な発電装置を得ることができるものである。

さらに、外形が直方体形状で構成され、同一面に外部正極および外部負極を備えて構成されることによって、ＩＥＣ６００８６またはＪＩＳＣ８５００の規格に定められない外形の電池に交換して本発明の発電装置を使用することが可能な発電装置を得ることができるものである。

そして、揺動体が上面及び下面の揺動板を貼り合せて構成され、揺動板の所定位置に球状体を回転可能に挟んだ構成とすることにより、揺動体が揺動する際の摩擦が減少し、効率的に揺動体を振動させることが出来るため、蓄電手段に対しての充電効率を増加することが可能な発電装置を得ることができるものである。

また、蓄電手段と外部正極との間に外部正極から蓄電手段に流れる電流を阻害する第二の整流手段と、蓄電手段と外部負極との間に蓄電手段から外部負極に流れる電流を阻害する第三の整流手段のうち少なくとも片方を設けることにより、外部正極から外部負極の方向へ電流が流れることを防ぐことができるため、電子機器の回路へかかる負担を軽減しうる発電装置を得ることができるものである。

そして、第一の整流手段として、四個のダイオードにより構成された全波整流回路を用いたものであり、可動電極と固定電極との間で発生する電流の方向に関わらず、蓄電手段を充電することができるため、蓄電手段に対しての充電効率を増加させることができることが可能な発電装置を得ることができるものである。

（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項８記載の発明について説明する。

なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略し、相違点のみを説明する。

図９は本発明の第２の実施の形態による発電装置の分解斜視図、図１０は同回路構成を示すブロック図である。

同図において、実施の形態１との相違点は、外部負極２７と蓄電手段２５との間に、上下に積層して発電機構２０を複数設け、発電機構２０と並列に接続された全波整流回路２２を配置した基板２１１を設けた点である。

このように、発電機構２０を複数設けることで、発電機構２０による発電量を複数での総量で増加できると共に、例えば１個の発電機構２０に異常が生じた場合においても、残りの発電機構２０で、蓄電手段２５に対し充電を行うことが可能となる。

また、発電機構２０の各々に全波整流回路２２を電気的に接続しているため、ある発電機構２０により生じた電流が他の発電機構２０に流れることを防いでいるため、蓄電手段２５に対し、効率よく充電を行うことができる。

なお、図９および図１０においては、発電機構２０および全波整流回路２２は、各三個の場合を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、二個以上の複数あれば良い。

このように本実施の形態によれば、発電機構を複数設け、発電機構ごとに第一の整流手段を設けることによって、ある発電機構により生じた電流が他の発電機構に流れることを防いでいるため、蓄電手段に対しての充電効率を増加させることが可能な発電装置を得ることができるものである。

なお、本実施の形態においても、実施の形態１で図５を用いて説明したように、発電装置の外形を円筒形状や角形にするほか略直方体形状の電池パックの外形に合わせることが可能であるのは実施の形態１と同様である。

なお、実施の形態１で図６を用いて説明したように、可動電極や固定電極を中心から放射状に形成できる点、図７を用いて説明したように、揺動体を揺動板を貼り合せて形成し、球状体を揺動板の間に挟み込んで構成できる点、図８を用いて説明したように、電磁誘導式の発電装置を用いることができる点も実施の形態１と同様である。

本発明による発電装置は、予め発電装置を内蔵することを前提として構成された電子機器でなくても発電装置を用いて発電した電力を使用することが可能で、主に各種電子機器に使用される発電装置として有用である。

１２ 揺動体
１２Ａ 扇状部
１２Ｂ 貫通孔
１３ 可動電極
１４、１５ 薄板
１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ、１７Ｂ 固定電極
１８ 固定ピン
２０ 発電機構
２１ 基板
２２ 全波整流回路
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ 端子
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ、２４Ｆ 配線
２５ 蓄電手段
２６Ａ 内部正極
２６Ｂ 内部負極
２７ 外部負極
２８ 外部正極
２９Ａ、２９Ｂ ダイオード
３０ 発電装置

Claims (8)

1. 静電誘導式または電磁誘導式の発電機構を備えるものであって、前記発電機構に電気的に接続された第一の整流手段と、前記第一の整流手段に電気的に接続された蓄電手段と、前記蓄電手段に電気的に接続された外部正極および外部負極を備え、電子機器に使用される電池と交換可能な外形を備えて形成された発電装置。
2. 静電誘導式の発電機構は、エレクトレットによる可動電極が配置された揺動体と、前記可動電極と対向する固定電極を備えた固定体と、からなる発電機構で、電磁誘導式の発電機構は、磁石からなる可動体と、前記可動体に対向する端面を備えた誘導体と、前記誘導体に巻回されたコイルと、からなる発電機構で、第一の整流手段は、前記固定電極または前記コイルに電気的に接続された請求項１記載の発電装置。
3. 外形がＩＥＣ６００８６またはＪＩＳＣ８５００の規格に定められる外形に沿った形状で構成された請求項１記載の発電装置。
4. 外形が直方体形状で構成され、同一面に外部正極および外部負極を備えた請求項１記載の発電装置。
5. 揺動体は上面及び下面の揺動板を貼り合せて構成され、前記揺動板の所定位置に球状体が回転可能に挟まれた請求項１記載の発電装置。
6. 蓄電手段と外部正極との間に前記外部正極から前記蓄電手段に流れる電流を阻害する第二の整流手段と、前記蓄電手段と外部負極との間に前記蓄電手段から前記外部負極に流れる電流を阻害する第三の整流手段のうち少なくとも片方が設けられた請求項１記載の発電装置。
7. 第一の整流手段として、複数の整流素子により構成された全波整流回路を用いた請求項１記載の発電装置。
8. 発電機構を複数設け、発電機構ごとに第一の整流手段が設けられた請求項１記載の発電装置。

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