JP2013124514A - ドアノブ式発電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な機構でありながら、ドアノブの操作により効率良く発電することのできるドアノブ式発電機を提供する。
【解決手段】取手部11を操作した際に取手部11が回動することによって、その内部に設けられている筒部21の傾きが合わせて変化する。すると、筒部21の一方の端部にとどまっている状態の磁石部21が他方の端部に向かって移動する際に、磁石部22とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。さらに、信号送信部44は、その電磁誘導によって生じた電力により、図示しない外部の信号受信部等に対して、取手部が操作された(ドア本体が開閉された)ことを示す情報等を送信することができる。
【選択図】図1
【解決手段】取手部11を操作した際に取手部11が回動することによって、その内部に設けられている筒部21の傾きが合わせて変化する。すると、筒部21の一方の端部にとどまっている状態の磁石部21が他方の端部に向かって移動する際に、磁石部22とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。さらに、信号送信部44は、その電磁誘導によって生じた電力により、図示しない外部の信号受信部等に対して、取手部が操作された(ドア本体が開閉された)ことを示す情報等を送信することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、ドアノブ式発電機に関し、特にドアノブの操作によって発電するドアノブ式発電機に関する。
近年、従来のエネルギに代わる新しいエネルギとして、太陽光や風力のエネルギを用いた発電が注目されている。また、これにとどまらず、人が歩行する際の振動や、街中を飛び交う電磁波などの身の回りのエネルギから発電するエネルギハーベスティング技術も注目を浴びている。
例えば、下記の特許文献1の自己発電型個人認証システムも、エネルギハーベスティング技術を用いた一つである。この自己発電型個人認証システムにおいては、自己発電型個人認証装置の利用者がドアノブ等を操作したときに発生する回転エネルギにより、発電機の軸を回転させることで発電を行うものである。このシステムは、蓄電器を用いており、発電された電力を蓄電しておき、その電力によって認証処理を行うことができるようになっている。
例えば、下記の特許文献1の自己発電型個人認証システムも、エネルギハーベスティング技術を用いた一つである。この自己発電型個人認証システムにおいては、自己発電型個人認証装置の利用者がドアノブ等を操作したときに発生する回転エネルギにより、発電機の軸を回転させることで発電を行うものである。このシステムは、蓄電器を用いており、発電された電力を蓄電しておき、その電力によって認証処理を行うことができるようになっている。
しかしながら、上記の自己発電型個人認証システムにあっては、ドアノブ等を操作したときに発生する回転エネルギを発電機の軸に伝えるための機構として、幾つかの歯車や伝達軸を要することから、その機構内部の構造が複雑であった。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、簡易な機構でありながら、ドアノブの操作により効率良く発電することのできるドアノブ式発電機を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、簡易な機構でありながら、ドアノブの操作により効率良く発電することのできるドアノブ式発電機を提供することを目的とする。
本発明によるドアノブ式発電機は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、回動軸部を中心にして回動する長手形状の取手部を回動させることによって、ドアのラッチ部をラッチ収容穴部に出し入れするドアノブ機構部を備えるとともに、前記取手部の内部に、水平方向に対して傾きをもって配置される筒部と、前記筒部の内側に設けられるとともに、一対の互いに異なる極を有する磁石部と、当該筒部の側面にコイルが巻かれているコイル部と、を備え、前記取手部が回動することによって前記筒部の傾きが変化することで、前記筒部の一方の端部にとどまっている状態の前記磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、前記磁石部と前記コイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することを特徴とする。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、回動軸部を中心にして回動する長手形状の取手部を回動させることによって、ドアのラッチ部をラッチ収容穴部に出し入れするドアノブ機構部を備えるとともに、前記取手部の内部に、水平方向に対して傾きをもって配置される筒部と、前記筒部の内側に設けられるとともに、一対の互いに異なる極を有する磁石部と、当該筒部の側面にコイルが巻かれているコイル部と、を備え、前記取手部が回動することによって前記筒部の傾きが変化することで、前記筒部の一方の端部にとどまっている状態の前記磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、前記磁石部と前記コイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することを特徴とする。
上記のドアノブ式発電機によれば、取手部の回動によってその内部に設けられている筒部の傾きが変化すると、筒部の一方の端部にとどまっている状態の磁石部が他方の端部に向かって移動する。この際に、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって効率良く発電することが可能となる。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、水平方向に対して傾きをもって配置される筒部と、前記筒部の内側に設けられるとともに、一対の互いに異なる極を有する磁石部と、当該筒部の側面にコイルが巻かれているコイル部と、回動軸部を中心にして回動する取手部が回動することによって、ドアのラッチ部をラッチ収容穴部に出し入れするドアノブ機構部の当該取手部に、前記筒部を長手形状の取手部として装着するための装着部と、を備え、前記取手部が回動することによって前記筒部の傾きが変化することで、前記筒部の一方の端部にとどまっている状態の前記磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、前記磁石部と前記コイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することを特徴とする。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、水平方向に対して傾きをもって配置される筒部と、前記筒部の内側に設けられるとともに、一対の互いに異なる極を有する磁石部と、当該筒部の側面にコイルが巻かれているコイル部と、回動軸部を中心にして回動する取手部が回動することによって、ドアのラッチ部をラッチ収容穴部に出し入れするドアノブ機構部の当該取手部に、前記筒部を長手形状の取手部として装着するための装着部と、を備え、前記取手部が回動することによって前記筒部の傾きが変化することで、前記筒部の一方の端部にとどまっている状態の前記磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、前記磁石部と前記コイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することを特徴とする。
上記のドアノブ式発電機によれば、装着部が、ドア本体の丸型形状の取手部に装着されるようになっている。つまり、丸型形状等の取手部に対して装着することが可能な長手方向の取手部を有するアタッチメント型になっている。また、取手部の回動によってその内部に設けられている筒部の傾きが変化すると、筒部の一方の端部にとどまっている状態の磁石部が他方の端部に向かって移動するようになっている。
このため、例えば既存建物のドア設備にも用いることができるとともに、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することが可能となる。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、前記筒部の一方の端部または両方の端部の周辺に、前記筒部の傾きが所定の傾きになるまで前記筒部の一方の端部に前記磁石部を一時的に固定しておくためのトラップ部を備えること特徴とする。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、前記筒部の一方の端部または両方の端部の周辺に、前記筒部の傾きが所定の傾きになるまで前記筒部の一方の端部に前記磁石部を一時的に固定しておくためのトラップ部を備えること特徴とする。
上記のドアノブ式発電機によれば、トラップ部が、筒部の一方の端部または両方の端部に磁石部を一時的に固定しておく。このようトラップ部を設けておくことで、取手部が操作されて、筒部の傾きが所定の傾きになるまで、筒部の一方の端部または両方の端部の側面に磁石部を一時的に固定しておくことができる。さらに、筒部の傾きが所定の傾きになった際には、筒部の一方の端部にとどまっていた磁石部を他方の端部に向かって、トラップ部がないときによりも高速に移動させることができる。つまり、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導による発電の効率を高めることが可能となる。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、前記筒部の一方の端部または両方の端部の周辺に、前記磁石部による磁気を検知する磁気検知部を備えるとともに、前記磁気検知部により前記磁石部による磁気が検知されたとき、前記電磁誘導によって生じた電力により、ドアノブの操作が行われたことを示す情報を送信する信号送信部を備えることを特徴とする。
上記のドアノブ式発電機によれば、信号送信部が、電磁誘導によって生じた電力を用いて、外部の信号受信部等に対して、ドアノブの操作が行われたことを示す情報を送信する。この情報を活用することで、主に、ドアの開閉後に必要となるドア内側の照明の点滅や、空調の起動停止、監視カメラの動作などを制御することが可能となる。また、受信機の信号を電動ラッチのドアの開閉指示、電動ドアの開閉にも応用することが可能となる。また、一例として、高齢者の方が日常どおりの生活を送っていること等(在宅状況や安否確認等)を確認することも可能となる。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、前記磁石部は、互いに異なる一対の極を複数組有する多極磁石であることを特徴とする。
上記のドアノブ式発電機によれば、磁石部が、N極とS極との組数を多くすることにより、磁石部による磁界をなるべく変化させて、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって効率良く発電することが可能となる。
上記のドアノブ式発電機によれば、磁石部が、N極とS極との組数を多くすることにより、磁石部による磁界をなるべく変化させて、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって効率良く発電することが可能となる。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、前記磁石部は、球状の磁石であることを特徴とする。
上記のドアノブ式発電機によれば、磁石部は球状であるため、筒部の一方の端部にとどまっていた磁石部が他方の端部に向かって一気に移動し始める際に、磁石部が回転しながら転がるようになっている。要するに、コイル部からみて、磁石部による磁界が変化するようになり、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって効率良く発電することが可能となる。
上記のドアノブ式発電機によれば、磁石部は球状であるため、筒部の一方の端部にとどまっていた磁石部が他方の端部に向かって一気に移動し始める際に、磁石部が回転しながら転がるようになっている。要するに、コイル部からみて、磁石部による磁界が変化するようになり、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって効率良く発電することが可能となる。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、前記電磁誘導によって発電された電気を整流する整流回路部を備えることを特徴とする。
上記のドアノブ式発電機によれば、整流回路部が、上記で説明した電磁誘導によって発電された電力を交流から直流に変換する。これにより、電磁誘導によって発電された電力を、信号送信部等を駆動するための電力として供給することが可能となる。
上記のドアノブ式発電機によれば、整流回路部が、上記で説明した電磁誘導によって発電された電力を交流から直流に変換する。これにより、電磁誘導によって発電された電力を、信号送信部等を駆動するための電力として供給することが可能となる。
本発明のある態様によるドアノブ式発電機は、蓄電素子を備えるとともに、前記電磁誘導によって生じた電力を前記蓄電素子に一時的に蓄えておくための制御を行う充電コントローラ部を備え、前記信号送信部は、前記電磁誘導により電力が生じていないときにも、前記充電コントローラ部の前記蓄電素子から供給される電力により、所定の情報を所定の時間間隔で送信することを特徴とする。
上記のドアノブ式発電機によれば、充電コントローラ部が、蓄電素子等を有して、整流回路部によって整流された電力を信号送信部に供給する前に蓄電するための制御を行う。充電コントローラ部を用いることにより、例えば、ドアノブ操作による筒部が振動が微小であるときに発電されたときの小さい電力を一時的に蓄積しておいたり、ドアノブ操作により筒部が振動した後、全くドアノブ操作により筒部が振動しない状態が続いている場合であっても、信号送信部は、充電コントローラ部の蓄電素子から供給される電力により、所定の情報を所定の時間間隔で送信(例えば、ドアノブ操作により筒部が最後に振動した後(ドア開閉後)、3時間毎に1msだけ信号を送信)したりすることが可能となる。
つまり、充電コントローラ部が微小な電力をためておいて、その電力を少しずつ使うことと、ドアノブ操作により筒部が振動しないときにも信号送信部が信号を定期的に送信し続けることとが可能となる。
本発明のドアノブ式発電機によれば、取手部の回動によってその内部に設けられている筒部の傾きが変化することで、筒部の一方の端部にとどまっている状態の磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって効率良く発電することができる。
さらに、本発明のドアノブ式発電機によれば、信号送信部が、電磁誘導によって生じた電力により、外部の信号受信部等に対して、取手部が操作された(ドア本体が開閉された)ことを示す情報等を送信することもできる。この情報を受け取った側では、主に、ドアの開閉後に必要となるドア内側の照明の点滅や、空調の起動停止、監視カメラの動作などを制御することができる。また、受信機の信号を電動ラッチのドアの開閉指示、電動ドアの開閉にも応用することができる。また、一例として、高齢者の方が日常どおりの生活を送っていること等を確認することもできる。
さらに、本発明のドアノブ式発電機によれば、信号送信部が、電磁誘導によって生じた電力により、外部の信号受信部等に対して、取手部が操作された(ドア本体が開閉された)ことを示す情報等を送信することもできる。この情報を受け取った側では、主に、ドアの開閉後に必要となるドア内側の照明の点滅や、空調の起動停止、監視カメラの動作などを制御することができる。また、受信機の信号を電動ラッチのドアの開閉指示、電動ドアの開閉にも応用することができる。また、一例として、高齢者の方が日常どおりの生活を送っていること等を確認することもできる。
また、本発明のドアノブ式発電機によれば、既存の形状の取手部に対して装着することが可能な長手方向の取手部を有するアタッチメント型とすれば、例えば既存建物のドア設備にも用いることができるとともに、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することもできる。
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明のドアノブ式発電機の好適な実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
(ドアノブ式発電機10の外部構造)
まず、図1を参照して、本発明のドアノブ式発電機を適用した第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の外部構造を説明する。
(第1実施形態)
(ドアノブ式発電機10の外部構造)
まず、図1を参照して、本発明のドアノブ式発電機を適用した第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の外部構造を説明する。
図1は、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の外部構造を示す要部拡大図である。図1に示すドアノブ式発電機10は、一般的なドアノブ機構部と同様に、取手部11と、ラッチ部12とから構成されるレバーハンドル型のドアノブ機構部として、ドア本体部13に取り付けられている。
また、図示しないがドア本体部13の矢印Aで示す側の反対側にも、取手部11と同様の取手部が取り付けられており、両側からドア本体部13を開閉することができるようになっている。
また、図示しないがドア本体部13の矢印Aで示す側の反対側にも、取手部11と同様の取手部が取り付けられており、両側からドア本体部13を開閉することができるようになっている。
取手部11は、長手形状であって、ドア本体部13を開閉しようとする人が掴んで操作する部分である。取手部11を何も操作していない状態では、図示するように取手部11は略水平の状態である。しかしながら、取手部11を矢印Bで示す方向に押し下げることによって、ドア本体部13に内蔵されている回動機構部の回動軸部14を中心にして取手部11が回動して、建物のドア枠側に取り付けられているラッチ収容穴部15にラッチ部12を出し入れすることができるようになっている。
ラッチ部12は、ドア本体部13が閉まっている状態(取手部11を何も操作していない状態)のときには、ラッチ収容穴部15に収容されている。つまり、ドア本体部13は開かないようになっている。一方、取手部11を図中に矢印Bで示す方向に押し下げることによりラッチ収容穴部15からラッチ部12が出されることによって、ドア本体部13を開けることができるようになっている。
さらに、本実施形態に係るドアノブ式発電機10においては、上記で説明したドア本体部13を開閉するための一般的な機構に加えて、取手部11の内部に、発電するために必要な機構が内蔵されている。具体的に、取手部11の内部に、筒部21と、磁石部22と、コイル部23と、整流回路部41と、充電コントローラ部42と、信号送信部44とが内蔵されている。
筒部21は、取手部11の内部に設けられている。筒部21の長手方向の中心線Xは、取手部11の長手方向の中心線Yと一致していない。このため、取手部11をドア本体部13に取り付けた状態では、取手部11は水平であっても、筒部21は水平方向に対して傾きをもって配置される。また、磁石部22は、互いに異なる一対の極を有する永久磁石であって、筒部21の内側に設けられている。また、コイル部23は、その筒部21の側面にコイルが巻かれている部分である。
整流回路部41は、上記で説明した電磁誘導によって発電された電力を交流から直流に変換する。これにより、電磁誘導によって発電された電力を、信号送信部44を駆動するための電力として供給することができる。
充電コントローラ部42は、蓄電素子43を有しており、整流回路部41によって整流された電力を信号送信部44に直接供給せずに、蓄電素子43に一時的に蓄電するための制御を行う。必ずしも充電コントローラ部42を必要としないが、充電コントローラ部42を用いることにより、例えば、ドア開閉操作による筒部21の振動が微小であるときに発電されたときの小さい電力を一時的に蓄積しておいたり、筒部21が振動した後、全く筒部21が振動しない状態が続いている場合であっても、後述する信号送信部44は、充電コントローラ部42の蓄電素子43から供給される電力により、所定の情報を所定の時間間隔(例えば、筒部21が最後に振動した後(ドア開閉後)、3時間毎)で送信したりすることができるようになる。
充電コントローラ部42は、蓄電素子43を有しており、整流回路部41によって整流された電力を信号送信部44に直接供給せずに、蓄電素子43に一時的に蓄電するための制御を行う。必ずしも充電コントローラ部42を必要としないが、充電コントローラ部42を用いることにより、例えば、ドア開閉操作による筒部21の振動が微小であるときに発電されたときの小さい電力を一時的に蓄積しておいたり、筒部21が振動した後、全く筒部21が振動しない状態が続いている場合であっても、後述する信号送信部44は、充電コントローラ部42の蓄電素子43から供給される電力により、所定の情報を所定の時間間隔(例えば、筒部21が最後に振動した後(ドア開閉後)、3時間毎)で送信したりすることができるようになる。
つまり、充電コントローラ部42が微小な電力をためておいて、その電力を少しずつ使うことと、ドア開閉操作による筒部21が振動しないときにも信号送信部45が信号を定期的に送信し続けることとができる。
信号送信部44は、図示しない信号受信部等に対して、電磁誘導によって生じた電力により、例えば取手部11が操作された(ドア本体部13が開閉された)ということを示す情報を送信する。なお、信号送信部44は、筒部21の両端部の周辺に、磁石部22による磁気を検知する磁気検知部45a,45bを有している。なお、この磁気検知部は、筒部21の一方のみの周辺に設けるだけでも良い。このため、磁気検知部45a,45bが、筒部21の内側を移動している磁石部22による磁気を検知したとき、信号送信部44は、充電コントローラ部42の蓄電素子43に蓄電されている電力を用いて上記の情報を送信する。なお、図示しないが、信号受信部等に対して情報を送信するためのアンテナを内蔵している。勿論、アンテナは、外部アンテナとして、取手部11の外部に露出していても良い。
信号送信部44は、図示しない信号受信部等に対して、電磁誘導によって生じた電力により、例えば取手部11が操作された(ドア本体部13が開閉された)ということを示す情報を送信する。なお、信号送信部44は、筒部21の両端部の周辺に、磁石部22による磁気を検知する磁気検知部45a,45bを有している。なお、この磁気検知部は、筒部21の一方のみの周辺に設けるだけでも良い。このため、磁気検知部45a,45bが、筒部21の内側を移動している磁石部22による磁気を検知したとき、信号送信部44は、充電コントローラ部42の蓄電素子43に蓄電されている電力を用いて上記の情報を送信する。なお、図示しないが、信号受信部等に対して情報を送信するためのアンテナを内蔵している。勿論、アンテナは、外部アンテナとして、取手部11の外部に露出していても良い。
(取手部11の内部構造)
続いて、図2を参照して、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の取手部11の内部構造を説明する。
図2は、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の取手部11の内部構造を示す要部拡大図である。図2に示すように、筒部21は、取手部11の内部に、水平方向に対して傾きをもって配置されている。すなわち、取手部11の回動軸部14に近い側の端部が、取手部11の回動軸部14から遠い側の端部より下方に位置している。このため、取手部11が何も操作されていない状態のときには、磁石部22は、筒部21の回動軸部14に近い側の端部にとどまっている。
続いて、図2を参照して、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の取手部11の内部構造を説明する。
図2は、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の取手部11の内部構造を示す要部拡大図である。図2に示すように、筒部21は、取手部11の内部に、水平方向に対して傾きをもって配置されている。すなわち、取手部11の回動軸部14に近い側の端部が、取手部11の回動軸部14から遠い側の端部より下方に位置している。このため、取手部11が何も操作されていない状態のときには、磁石部22は、筒部21の回動軸部14に近い側の端部にとどまっている。
ところが、取手部11が矢印Bで示す方向に押し下げると、取手部11の傾きの変化に合わせて筒部21の傾きも変化する。すると、筒部21の一方の端部にとどまっていた磁石部22が、他方の端部に向かって(矢印Cで示す方向に)一気に移動し始める。
上記で説明したように、図示するように筒部21の側面にはコイル部23が設けられている。このため、磁石部22が一方の端部から他方の端部に向かって一気に移動する際に、磁石部22とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。なお、コイル部23のコイルの巻き方や巻数、配置位置、配置数等については、効率良く発電するために適宜選択することができる。
上記で説明したように、図示するように筒部21の側面にはコイル部23が設けられている。このため、磁石部22が一方の端部から他方の端部に向かって一気に移動する際に、磁石部22とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。なお、コイル部23のコイルの巻き方や巻数、配置位置、配置数等については、効率良く発電するために適宜選択することができる。
(磁石部22の構造)
続いて、図3を参照して、磁石部22の構造を説明する。
図3は、2極磁石である磁石部22と、4極磁石である磁石部22´との構造を示す断面図である。図3に示す2極磁石である磁石部22は、N極とS極との2極を1組有する多極磁石である。また、4極磁石である磁石部22´は、N極とS極との2極を2組有する多極磁石である。
本実施形態に係るドアノブ式発電機10にあっては、磁石部22を用いている。図3に示す磁石部22の断面部を参照するとわかるように、磁石部22にあっては、N極とS極との異なる2極を有している。また、磁石部22は球状であるため、筒部21の一方の端部にとどまっていた磁石部22が他方の端部に向かって一気に移動し始めると、磁石部22が回転しながら転がる。要するに、コイル部23からみて、磁石部26による磁界が変化することになり、磁石部22とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって効率良く発電することができる。
続いて、図3を参照して、磁石部22の構造を説明する。
図3は、2極磁石である磁石部22と、4極磁石である磁石部22´との構造を示す断面図である。図3に示す2極磁石である磁石部22は、N極とS極との2極を1組有する多極磁石である。また、4極磁石である磁石部22´は、N極とS極との2極を2組有する多極磁石である。
本実施形態に係るドアノブ式発電機10にあっては、磁石部22を用いている。図3に示す磁石部22の断面部を参照するとわかるように、磁石部22にあっては、N極とS極との異なる2極を有している。また、磁石部22は球状であるため、筒部21の一方の端部にとどまっていた磁石部22が他方の端部に向かって一気に移動し始めると、磁石部22が回転しながら転がる。要するに、コイル部23からみて、磁石部26による磁界が変化することになり、磁石部22とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって効率良く発電することができる。
なお、磁石部22´のようにN極とS極との組数を多くすることにより、磁石部22´による磁界をなるべく多く変化させて、磁石部22´とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって効率良く発電することができる。さらには、磁石部22を8極磁石等としても良い。
また、磁石部22は、ネオジムや鉄等を成分とするネオジム磁石(永久磁石)である。このため、磁石部22が、筒部21の一方の端部から他方の端部に向かって一気に移動していくのを繰り返していくうち、その表面が欠けてしまうのを防止する必要がある。そこで、磁石部22は、樹脂やゴム等のコーティングやニッケルメッキ等による表面加工が施されている。また、このような表面加工が施されることによって、磁石部22の表面に、見栄えの良い銀色の光沢感を出すこともできる。
また、磁石部22は、ネオジムや鉄等を成分とするネオジム磁石(永久磁石)である。このため、磁石部22が、筒部21の一方の端部から他方の端部に向かって一気に移動していくのを繰り返していくうち、その表面が欠けてしまうのを防止する必要がある。そこで、磁石部22は、樹脂やゴム等のコーティングやニッケルメッキ等による表面加工が施されている。また、このような表面加工が施されることによって、磁石部22の表面に、見栄えの良い銀色の光沢感を出すこともできる。
(ドアノブ式発電機10の内部回路40の構成)
続いて、図4を参照して、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の内部回路40の回路構成を説明する。
図4は、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の内部回路40の回路構成を示すブロック図である。図4に示すドアノブ式発電機10の内部回路40は、上述したように、取手部11が操作されることにより取手部11が回動すると、筒部21の傾きが変化する。すると、一方の端部にとどまっていた磁石部22が、他方の端部に向かって一気に移動し始める。筒部21の側面にはコイル部23が設けられているため、磁石部22が、一方の端部から他方の端部に向かって一気に移動する際に、磁石部22とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。すなわち、コイル部23に電流が流れる。
続いて、図4を参照して、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の内部回路40の回路構成を説明する。
図4は、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の内部回路40の回路構成を示すブロック図である。図4に示すドアノブ式発電機10の内部回路40は、上述したように、取手部11が操作されることにより取手部11が回動すると、筒部21の傾きが変化する。すると、一方の端部にとどまっていた磁石部22が、他方の端部に向かって一気に移動し始める。筒部21の側面にはコイル部23が設けられているため、磁石部22が、一方の端部から他方の端部に向かって一気に移動する際に、磁石部22とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。すなわち、コイル部23に電流が流れる。
その電磁誘導によって発電された電力は、整流回路部41で整流された後に、蓄電素子43に蓄電されて、さらに信号送信部44に供給される。つまり、信号送信部44の電源は、電池等から供給される電力ではなく、電磁誘導によって発電された電力である。
なお、上記で説明した第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の取手部11は、何も操作されていない状態のときに長手方向が水平方向であり、その内部の筒部21が、水平方向(取手部11の長手方向)に対して傾きをもって配置されているものであった。しかしながら、取手部11自体が、その長手方向に対して傾きをもっているものであってもよい。
なお、上記で説明した第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の取手部11は、何も操作されていない状態のときに長手方向が水平方向であり、その内部の筒部21が、水平方向(取手部11の長手方向)に対して傾きをもって配置されているものであった。しかしながら、取手部11自体が、その長手方向に対して傾きをもっているものであってもよい。
(第1実施形態の変形例)
(取手部51の内部構造)
そこで、図5を参照して、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の変形例として、その変形例に係るドアノブ式発電機50の取手部51の内部構造を説明する。
図5は、変形例に係るドアノブ式発電機50の取手部51の内部構造を示す要部拡大図である。図5に示すように、変形例に係るドアノブ式発電機50の取手部51は、取手部51自体が、その長手方向に対して傾きをもっている。このような場合には、筒部21の長手方向の中心線Zは、取手部11の長手方向の中心線と一致していても良い。
取手部51が操作されていない状態のときには、筒部21は、水平方向に対して傾きをもって配置されている状態と同じである。このような状態のときには、当然ながら、磁石部22は、筒部21の一方の端部にとどまっていることができる。
(取手部51の内部構造)
そこで、図5を参照して、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の変形例として、その変形例に係るドアノブ式発電機50の取手部51の内部構造を説明する。
図5は、変形例に係るドアノブ式発電機50の取手部51の内部構造を示す要部拡大図である。図5に示すように、変形例に係るドアノブ式発電機50の取手部51は、取手部51自体が、その長手方向に対して傾きをもっている。このような場合には、筒部21の長手方向の中心線Zは、取手部11の長手方向の中心線と一致していても良い。
取手部51が操作されていない状態のときには、筒部21は、水平方向に対して傾きをもって配置されている状態と同じである。このような状態のときには、当然ながら、磁石部22は、筒部21の一方の端部にとどまっていることができる。
そして、第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の取手部11と同様に、取手部11を矢印Dで示す方向に押し下げると、取手部11の傾きの変化に合わせて筒部21の傾きも変化する。すると、筒部21の一方の端部にとどまっていた磁石部22が、他方の端部に向かって(矢印Eで示す方向に)一気に移動し始める。
そして、筒部21の側面には、筒部11と全く同じようにコイル部23が設けられているため、磁石部61が一方の端部から他方の端部に向かって一気に移動する際に、磁石部61とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。
そして、筒部21の側面には、筒部11と全く同じようにコイル部23が設けられているため、磁石部61が一方の端部から他方の端部に向かって一気に移動する際に、磁石部61とコイル部23との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。
なお、筒部21の傾きが変化することで、一方の端部にとどまっていた磁石部22が他方の端部に向かって一気に移動さえすれば、磁石部61の形状は、磁石部22のように球状に限らない。例えば、図5を参照してわかるように、円柱形状の磁石部61を用いることもできる。同時に、筒部21の形状にあっても、円柱形状や直方体形状等のように制限されない。
さらに、ドアノブ式発電機50にあっては、筒部21の両方の端部の底面に、鉄等の磁性体または磁石であるトラップ部62a,62bが設けられている。なお、トラップ部は、筒部21の一方のみの端部の底面に設けるだけでも良い。このようなトラップ部62a,62bを設けておくことで、取手部51が操作されて、筒部21の傾きが所定の傾きになるまで、筒部21の一方または両方の端部に磁石部61を一時的に固定しておくことができる。さらに、筒部21の傾きが所定の傾きになった際には、筒部21の一方または両方の端部にとどまっていた磁石部22を他方の端部に向かって(矢印Eで示す方向に)、トラップ部62a,62bがないときによりも高速に移動させることができる。つまり、磁石部22とコイル部23との間で生じる電磁誘導による発電の効率を高めることができる。
また、上記のトラップ部62a,62bは、取手部51が操作されて、筒部21の傾きが所定の傾きになるまで、筒部21の一方または両方の端部に磁石部を一時的に固定しておければ良いため、トラップ部62a,62bは磁石に限らない。図6は、図5に示したドアノブ式発電機50とは別の変形例として、その変形例に係るドアノブ式発電機70の取手部71の内部構造を示す要部拡大図である。ドアノブ式発電機70は、一例ではあるが、筒部21の両方の端部の内側面に設けられた凸部(または凹部)であるトラップ部72a,72bを有している。なお、トラップ部にあっても、筒部21の一方のみの端部の底面に設けるだけでも良い。これにより、磁石であるトラップ部62a,62bと同様に、筒部21の傾きが所定の傾きになるまで、筒部21の一方または両方の端部に磁石部61を一時的に固定しておくことができる。
上記で説明した磁石であるトラップ部62a,62bや、凸部であるトラップ部72a,72bは、筒部21の一方または両方の端部の周辺に設けられていれば良いため、勿論、図1及び図2に示した第1実施形態に係るドアノブ式発電機10にも同様のトラップ部を設けることもできる。
(第2実施形態)
上記で説明した第1実施形態に係るドアノブ式発電機10にあっては、ドア本体部13に取り付けられるレバーハンドル型のドアノブ機構部の取手部11の内部に、電磁誘導により発電するための必要な各要部が内蔵されているものであった。しかしながら、これ以外にも、丸型形状の取手部に対して装着することが可能なアタッチメント型のドアノブの取手部の内部に、発電に必要な各要部を内蔵させて、これをドアノブ式発電機とすることもできる。
上記で説明した第1実施形態に係るドアノブ式発電機10にあっては、ドア本体部13に取り付けられるレバーハンドル型のドアノブ機構部の取手部11の内部に、電磁誘導により発電するための必要な各要部が内蔵されているものであった。しかしながら、これ以外にも、丸型形状の取手部に対して装着することが可能なアタッチメント型のドアノブの取手部の内部に、発電に必要な各要部を内蔵させて、これをドアノブ式発電機とすることもできる。
(ドアノブ式発電機80の外部構造及び発電方法)
そこで、最後に、図7を参照して、本発明のドアノブ式発電機を適用した第2実施形態に係るドアノブ式発電機80の外部構造及び発電方法を説明する。
図7は、第2実施形態に係るドアノブ式発電機80の取手部81の外部構造を示す要部拡大図である。図7に示すドアノブ式発電機80の取手部81は、図1に示した第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の取手部11に相当する。そして、取手部81には、取手部11に内蔵されていた筒部21と、磁石部22と、コイル部23と、整流回路部41と、充電コントローラ部42と、信号送信部44とが内蔵されている。それらの各部の形状や機能等についても実質同じである。なお、各要部にあっては、形状や機能等が同じであるため、図7にはそれらを図示せず省略する。
そこで、最後に、図7を参照して、本発明のドアノブ式発電機を適用した第2実施形態に係るドアノブ式発電機80の外部構造及び発電方法を説明する。
図7は、第2実施形態に係るドアノブ式発電機80の取手部81の外部構造を示す要部拡大図である。図7に示すドアノブ式発電機80の取手部81は、図1に示した第1実施形態に係るドアノブ式発電機10の取手部11に相当する。そして、取手部81には、取手部11に内蔵されていた筒部21と、磁石部22と、コイル部23と、整流回路部41と、充電コントローラ部42と、信号送信部44とが内蔵されている。それらの各部の形状や機能等についても実質同じである。なお、各要部にあっては、形状や機能等が同じであるため、図7にはそれらを図示せず省略する。
さらに、ドアノブ式発電機80は、ドア本体部13の丸型形状の取手部91に、ドアノブ式発電機80自体を装着するための装着部82を有している。そのドアノブ式発電機80の装着部82を、矢印Fで示す方向でそのまま取手部91に装着させる。なお、取手部91にドアノブ式発電機80を装着させた際に、取手部81を矢印Gで示す方向に押し下げ易くするように、装着部82の取手部91と接触する表面部分には滑り止め加工等が施されている。
そして、ドアノブ式発電機80においても、発電方法は、ドアノブ式発電機10と全く同様である。図示しない筒部は、取手部11の内部に、水平方向に対して傾きをもって配置されている。このため、取手部11が何も操作されていない状態のときには、図示しない磁石部は、筒部の一方の端部にとどまっている。
ところが、取手部11が矢印Gで示す方向に押し下げると、取手部11の傾きに合わせて筒部の傾きも変化する。すると、筒部の一方の端部にとどまっていた磁石部が、他方の端部に向かって一気に移動し始める。
ところが、取手部11が矢印Gで示す方向に押し下げると、取手部11の傾きに合わせて筒部の傾きも変化する。すると、筒部の一方の端部にとどまっていた磁石部が、他方の端部に向かって一気に移動し始める。
筒部の側面にはコイル部が設けられているため、磁石部が一方の端部から他方の端部に向かって一気に移動する際には、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。
このように、ドアノブ式発電機80にあっては、丸型形状の取手部に対して装着することが可能な長手方向の取手部を有するアタッチメント型になっている。このようなアタッチメント型であれば、例えば既存建物のドア設備にもドアノブ式発電機を用いることができるとともに、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することもできる。
このように、ドアノブ式発電機80にあっては、丸型形状の取手部に対して装着することが可能な長手方向の取手部を有するアタッチメント型になっている。このようなアタッチメント型であれば、例えば既存建物のドア設備にもドアノブ式発電機を用いることができるとともに、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することもできる。
(各実施形態に係るドアノブ式発電機のまとめ)
上記の各実施形態に係るドアノブ式発電機においては、ドアノブを操作することで取手部が回動して、筒部の傾きが変化する。すると、一方の端部にとどまっている状態の磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。ドアノブ式発電機は、その電磁誘導によって生じた電力によって、図示しない外部の信号受信部等に対して、取手部が操作された(ドア本体が開閉された)ことを示す情報等を送信する。このように、信号送信部は、外部の信号受信部等に対して、電磁誘導によって生じた電力により所定の情報を送信する。そして、この情報を受け取った側では、この情報に基づいてドア周辺機器の制御や各種の確認等を行うことができる。
上記の各実施形態に係るドアノブ式発電機においては、ドアノブを操作することで取手部が回動して、筒部の傾きが変化する。すると、一方の端部にとどまっている状態の磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することができる。ドアノブ式発電機は、その電磁誘導によって生じた電力によって、図示しない外部の信号受信部等に対して、取手部が操作された(ドア本体が開閉された)ことを示す情報等を送信する。このように、信号送信部は、外部の信号受信部等に対して、電磁誘導によって生じた電力により所定の情報を送信する。そして、この情報を受け取った側では、この情報に基づいてドア周辺機器の制御や各種の確認等を行うことができる。
信号送信部から送信された情報を活用することで、主に、ドアの開閉後に必要となるドア内側の照明の点滅や、空調の起動停止、監視カメラの動作などを制御することができる。また、受信機の信号を電動ラッチのドアの開閉指示、電動ドアの開閉にも応用することができる。また、一例として、高齢者の方が日常どおりの生活を送っていること等を確認することもできる。
本発明に係るドアノブ式発電機は、取手部の回動によってその内部に設けられている筒部の傾きが変化することで、筒部の一方の端部にとどまっている状態の磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することのできるドアノブ式発電機として利用することができる。
11……取手部
12……ラッチ部
13……ドア本体部
14……回動軸部
15……ラッチ収容穴部
21……筒部
22……磁石部
23……コイル部
41……整流回路部
42……充電コントローラ部
43……蓄電素子
44……信号送信部
12……ラッチ部
13……ドア本体部
14……回動軸部
15……ラッチ収容穴部
21……筒部
22……磁石部
23……コイル部
41……整流回路部
42……充電コントローラ部
43……蓄電素子
44……信号送信部
Claims (8)
- 回動軸部を中心にして回動する長手形状の取手部を回動させることによって、ドアのラッチ部をラッチ収容穴部に出し入れするドアノブ機構部を備えるとともに、
前記取手部の内部に、水平方向に対して傾きをもって配置される筒部と、
前記筒部の内側に設けられるとともに、一対の互いに異なる極を有する磁石部と、
当該筒部の側面にコイルが巻かれているコイル部と、
を備え、
前記取手部が回動することによって前記筒部の傾きが変化することで、前記筒部の一方の端部にとどまっている状態の前記磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、前記磁石部と前記コイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することを特徴とするドアノブ式発電機。 - 水平方向に対して傾きをもって配置される筒部と、
前記筒部の内側に設けられるとともに、一対の互いに異なる極を有する磁石部と、
当該筒部の側面にコイルが巻かれているコイル部と、
回動軸部を中心にして回動する取手部が回動することによって、ドアのラッチ部をラッチ収容穴部に出し入れするドアノブ機構部の当該取手部に、前記筒部を長手形状の取手部として装着するための装着部と、
を備え、
前記取手部が回動することによって前記筒部の傾きが変化することで、前記筒部の一方の端部にとどまっている状態の前記磁石部が他方の端部に向かって移動する際に、前記磁石部と前記コイル部との間で生じる電磁誘導によって発電することを特徴とするドアノブ式発電機。 - 前記筒部の一方の端部または両方の端部の周辺に、前記筒部の傾きが所定の傾きになるまで前記筒部の一方の端部に前記磁石部を一時的に固定しておくためのトラップ部を備えること特徴とする請求項1または2に記載のドアノブ式発電機。
- 前記筒部の一方の端部または両方の端部の周辺に、前記磁石部による磁気を検知する磁気検知部を備えるとともに、
前記磁気検知部により前記磁石部による磁気が検知されたとき、前記電磁誘導によって生じた電力により、ドアノブの操作が行われたことを示す情報を送信する信号送信部を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のドアノブ式発電機。 - 前記磁石部は、互いに異なる一対の極を複数組有する多極磁石であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のドアノブ式発電機。
- 前記磁石部は、球状の磁石であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のドアノブ式発電機。
- 前記電磁誘導によって発電された電気を整流する整流回路部を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のドアノブ式発電機。
- 蓄電素子を備えるとともに、前記電磁誘導によって生じた電力を前記蓄電素子に一時的に蓄えておくための制御を行う充電コントローラ部を備え、
前記信号送信部は、前記電磁誘導により電力が生じていないときにも、前記充電コントローラ部の前記蓄電素子から供給される電力により、所定の情報を所定の時間間隔で送信することを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項に記載の振動式発電機。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011274912A JP2013124514A (ja) | 2011-12-15 | 2011-12-15 | ドアノブ式発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103628736A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-12 | 南京物联传感技术有限公司 | 无线预警把手装置 |
CN107130849A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-05 | 江门市新会区博上科技有限公司 | 一种动能转换蓄电门锁 |
US9845064B2 (en) | 2014-10-03 | 2017-12-19 | Adamant Co., Ltd. | Steering-wheel power generation device |
CN115387669A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-11-25 | 范勇 | 执手锁 |
CN115711066A (zh) * | 2022-11-05 | 2023-02-24 | 宁波宇精锁具科技有限公司 | 一种安全门把手 |
-
2011
- 2011-12-15 JP JP2011274912A patent/JP2013124514A/ja active Pending
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