JP2013146176A - 振動式発電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】様々な振動方法によって効率良く発電することのできる振動式発電機を提供する。
【解決手段】筒部21を様々な方法で振動させることにより、磁石部22が筒部21の転動面を転動するようにする。また、コイル部23は、筒部21の底面に対して傾斜を有する基準軸Y1を中心にして、その基準軸Y1の垂直面方向にコイルが巻かれている。これにより、磁石部22が転動している位置によらず、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。
【選択図】図1
【解決手段】筒部21を様々な方法で振動させることにより、磁石部22が筒部21の転動面を転動するようにする。また、コイル部23は、筒部21の底面に対して傾斜を有する基準軸Y1を中心にして、その基準軸Y1の垂直面方向にコイルが巻かれている。これにより、磁石部22が転動している位置によらず、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。
【選択図】図1
Description
本発明は、振動式発電機に関し、特に振動によって発電する振動式発電機に関する。
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ー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の揺動発電装置も、エネルギーハーベスティング技術を用いた一つである。この揺動発電装置は、弾性体を介して取り付けられている発電モジュール内をボールが動くことによって、同じく発電モジュール内の圧電素子にその揺動力が伝わることで発電する。
例えば、下記の特許文献1の揺動発電装置も、エネルギーハーベスティング技術を用いた一つである。この揺動発電装置は、弾性体を介して取り付けられている発電モジュール内をボールが動くことによって、同じく発電モジュール内の圧電素子にその揺動力が伝わることで発電する。
しかしながら、上記の揺動発電装置にあっては、弾性体や圧電素子を用いたものであるため、圧電素子に揺動力が伝わるくらいにボールを動かさないと発電することができない。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、様々な振動方法によって効率良く発電することのできる振動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、様々な振動方法によって効率良く発電することのできる振動式発電機を提供することを目的とする。
本発明による振動式発電機は、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振動式発電機は、互いに異なる一対の極を有する磁石部と、前記磁石部が自在に転動することが可能な転動面を有する筒部と、前記筒部の側面にコイルが巻かれているコイル部と、を備え、前記筒部が振動することで前記磁石部が前記転動面を転動する際に、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振動式発電機は、互いに異なる一対の極を有する磁石部と、前記磁石部が自在に転動することが可能な転動面を有する筒部と、前記筒部の側面にコイルが巻かれているコイル部と、を備え、前記筒部が振動することで前記磁石部が前記転動面を転動する際に、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。
上記の振動式発電機によれば、筒部を様々な方法で振動させることにより、その筒部の転動面を磁石部が転動する際に、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可能となる。
本発明のある態様による振動式発電機は、前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な底面を有し、前記コイル部は、前記筒部の側面であって、かつ、前記底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にして、当該基準軸の垂直面方向にコイルが巻かれ、前記筒部が当該筒部の底面に対して水平方向に振動することで、前記磁石部が前記底面を転動する際に、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振動式発電機は、前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な底面を有し、前記コイル部は、前記筒部の側面であって、かつ、前記底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にして、当該基準軸の垂直面方向にコイルが巻かれ、前記筒部が当該筒部の底面に対して水平方向に振動することで、前記磁石部が前記底面を転動する際に、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。
上記の振動式発電機によれば、筒部の底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にして、その基準軸の垂直面方向にコイルが巻かれている。そして、筒部を振動させることで、磁石部が転動している位置によらず、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって、できるだけ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振動式発電機は、前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な底面を有するとともに、回動軸部と接続されて振り子になり、前記コイル部は、前記筒部の側面であって、かつ、前記底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にしてコイルが巻かれ、前記筒部が前記回動軸部を中心にして振り子運動をすることで、前記磁石部が前記底面を転動する際に、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振動式発電機は、前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な底面を有するとともに、回動軸部と接続されて振り子になり、前記コイル部は、前記筒部の側面であって、かつ、前記底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にしてコイルが巻かれ、前記筒部が前記回動軸部を中心にして振り子運動をすることで、前記磁石部が前記底面を転動する際に、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。
上記の振動式発電機によれば、筒部の底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にして、その基準軸の垂直面方向にコイルが巻かれている。そして、筒部を振り子運動させることで、磁石部が転動している位置によらず、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって、できるだけ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振動式発電機は、前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な側面を有するとともに、回動軸部と接続されて振り子になり、前記筒部が前記回動軸部を中心にして振り子運動をすることで、前記磁石部が前記筒部の一方の端部から他方の端部に向かって前記側面を転動する際に、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振動式発電機は、前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な側面を有するとともに、回動軸部と接続されて振り子になり、前記筒部が前記回動軸部を中心にして振り子運動をすることで、前記磁石部が前記筒部の一方の端部から他方の端部に向かって前記側面を転動する際に、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。
上記の振動式発電機によれば、磁石部の転動面を筒部の側面とし、筒部を振り子運動させることで、磁石部が筒部の一方の端部から他方の端部に向かって転動する際に、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可能となる。
本発明のある態様による振動式発電機は、前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な側面を有するとともに、長手方向の中心位置にある回動軸部と接続され、前記回動軸部を中心にして前記筒部の一方の端部と他方の端部とが交互に上下運動をすることで、前記磁石部が前記筒部の一方の端部から他方の端部に向かって前記側面を転動する際に、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振動式発電機は、前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な側面を有するとともに、長手方向の中心位置にある回動軸部と接続され、前記回動軸部を中心にして前記筒部の一方の端部と他方の端部とが交互に上下運動をすることで、前記磁石部が前記筒部の一方の端部から他方の端部に向かって前記側面を転動する際に、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。
上記の振動式発電機によれば、磁石部の転動面を筒部の側面とし、筒部の両方の端部が回動軸部を中心にして交互に上下運動をすることで、磁石部が筒部の一方の端部から他方の端部に向かって転動する際に、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可能となる。
本発明のある態様による振動式発電機は、前記筒部の両端部の周辺に、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及び他方の端部のいずれか一方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振動式発電機は、前記筒部の両端部の周辺に、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及び他方の端部のいずれか一方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。
上記の振動式発電機によれば、トラップ部が、筒部の一方の端部及び他方の端部のいずれか一方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、振動により筒部の傾きが所定の傾きになるまで、筒部の一方の端部及び他方の端部のいずれか一方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、磁石部を筒部の一方の端部から他方の端部に向かって、トラップ部がないとき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振動式発電機は、前記筒部が、振動可能な棒状部の少なくとも一方の端部付近に設けられていることを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、筒部に設けられている振動可能な棒状部が振動することにより、棒状部の動きに合わせて筒部が振動する。その際、磁石部が筒部の内側の底面を転動する。そして、磁石部が筒部の内側の底面を自在に転動することで、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。
上記の振動式発電機によれば、筒部に設けられている振動可能な棒状部が振動することにより、棒状部の動きに合わせて筒部が振動する。その際、磁石部が筒部の内側の底面を転動する。そして、磁石部が筒部の内側の底面を自在に転動することで、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振動式発電機は、前記棒状部が振動する方向と、前記筒部が振り子運動をする方向とが一致するように、前記筒部が前記棒状部に設けられていることを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、棒状部が振動する方向と、筒部が振り子運動をする方向とを一致させることで、発電の効率を高めることが可能となる。
上記の振動式発電機によれば、棒状部が振動する方向と、筒部が振り子運動をする方向とを一致させることで、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振動式発電機は、前記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信号送信部を備えることを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、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、各種の情報を送信する。この情報を活用することで、一例として、生体情報や車体情報であれば、これらの情報を受け取った側では、健康状態や車体の状態等を確認することが可能となる。
上記の振動式発電機によれば、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、各種の情報を送信する。この情報を活用することで、一例として、生体情報や車体情報であれば、これらの情報を受け取った側では、健康状態や車体の状態等を確認することが可能となる。
本発明のある態様による振動式発電機は、前記電磁誘導によって生じた電力により発光する発光部を備えることを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、電磁誘導によって生じた電力により、例えば発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)等が点灯する。一例として、傘にLEDが設けられているのであれば、LEDが点灯したときの明るさによって、デザイン的に傘の見栄えを良くしたり、事故防止や犯罪防止等に役立てたりすることが可能となる。
上記の振動式発電機によれば、電磁誘導によって生じた電力により、例えば発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)等が点灯する。一例として、傘にLEDが設けられているのであれば、LEDが点灯したときの明るさによって、デザイン的に傘の見栄えを良くしたり、事故防止や犯罪防止等に役立てたりすることが可能となる。
本発明のある態様による振動式発電機は、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ることを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、充電コントローラ部が、蓄電素子を有している。そして、充電コントローラ部が、電磁誘導によって生じた電力を各部に供給する前に、蓄電素子に電力を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、筒部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くことが可能となる。
上記の振動式発電機によれば、充電コントローラ部が、蓄電素子を有している。そして、充電コントローラ部が、電磁誘導によって生じた電力を各部に供給する前に、蓄電素子に電力を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、筒部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くことが可能となる。
本発明のある態様による振動式発電機は、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。
上記の振動式発電機によれば、充電コントローラ部を用いることにより、例えば、筒部が振動した後、全く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(例えば、筒部が最後に振動した後、3時間毎)で送信したりすることが可能となる。
上記の振動式発電機によれば、充電コントローラ部を用いることにより、例えば、筒部が振動した後、全く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(例えば、筒部が最後に振動した後、3時間毎)で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、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。
本発明のある態様による振動式発電機は、体温、血圧、脈拍及び体脂肪の少なくとも1つを含む生体情報を測定する生体情報センサ部を備え、前記信号送信部は、前記電磁誘導によって生じた電力により、前記生体情報センサにより測定された生体情報を送信することを特徴とする。
本発明のある態様による振動式発電機は、体温、血圧、脈拍及び体脂肪の少なくとも1つを含む生体情報を測定する生体情報センサ部を備え、前記信号送信部は、前記電磁誘導によって生じた電力により、前記生体情報センサにより測定された生体情報を送信することを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、生体情報センサが、電池等を用いなくても、発電された電力によってエネルギを用いて、体温や脈拍等の生体情報等を測定して、外部の信号受信部等に対して送信することが可能となる。
本発明のある態様による振動式発電機は、自動車の車輪の空気圧及び回転速度の少なくとも1つを含む車体情報を測定する車体情報センサ部を備え、前記信号送信部は、前記電磁誘導によって生じた電力により、前記車体情報センサにより測定された車体情報を送信することを特徴とする。
本発明のある態様による振動式発電機は、自動車の車輪の空気圧及び回転速度の少なくとも1つを含む車体情報を測定する車体情報センサ部を備え、前記信号送信部は、前記電磁誘導によって生じた電力により、前記車体情報センサにより測定された車体情報を送信することを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、車体情報センサが、電池等を用いなくても、発電された電力によってエネルギを用いて、自動車の車輪の空気圧及び回転速度等の車体情報等を測定して、外部の信号受信部等に対して送信することが可能となる。
本発明のある態様による振動式発電機は、前記発光部は、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発光することを特徴とする。
本発明のある態様による振動式発電機は、前記発光部は、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発光することを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、一例として、傘にLEDが設けられているのであれば、傘カバー部を広げていない時には、複数のLEDを点灯させずに、蓄電素子に一時的に蓄電するようにしておく。そして、雨が降ってきたため、傘カバー部を広げて傘を使用する時には、蓄電素子に蓄電されている電力によって、LEDを点灯させることが可能となる。
本発明のある態様による振動式発電機は、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。
上記の振動式発電機によれば、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できるだけ変化させて、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。
上記の振動式発電機によれば、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できるだけ変化させて、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振動式発電機は、前記磁石部は、球状の磁石であることを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、磁石部は球状であるため、磁石部が筒部の一方の端部から他方の端部に向かって一気に転動し始める際に、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。
上記の振動式発電機によれば、磁石部は球状であるため、磁石部が筒部の一方の端部から他方の端部に向かって一気に転動し始める際に、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振動式発電機は、前記電磁誘導によって発電された電力を整流する整流回路部を備えることを特徴とする。
上記の振動式発電機によれば、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、センサ部及び信号送信部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。
上記の振動式発電機によれば、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、センサ部及び信号送信部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。
本発明の振動式発電機によれば、筒部の底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にして、その基準軸の垂直面方向にコイルが巻かれていることで、磁石部が転動している位置によらず、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって、できるだけ効率良く発電することができる。
また、本発明の振動式発電機によれば、筒部を様々な方法で振動させることにより、筒部の転動面を磁石部が転動する際に、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって、できるだけ効率良く発電することができる。
また、本発明の振動式発電機によれば、筒部を様々な方法で振動させることにより、筒部の転動面を磁石部が転動する際に、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって、できるだけ効率良く発電することができる。
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の振動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)
(振動式発電機10の装置構成)
まず、図1を参照して、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部構造を説明する。
(第1実施形態)
(振動式発電機10の装置構成)
まず、図1を参照して、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部構造を説明する。
図1は、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部構造を示す斜視図である。図1に示す振動式発電機10は、筐体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とが設けられている。
筒部21は、円柱状であって、磁石部22が自在に転動することが可能な内側の底面21aを有している。また、この筒部21は、筐体11と一体となっている。第1実施形態に係る振動式発電機10にあっては、発電部として、様々な電子機器等に設けられる。そして、振動式発電機10が設けられている電子機器等を身につけている者が歩行したり、振動式発電機10が設けられている電子機器等を搭載されている自動車が走行したりする際の振動、他にも、風や水流等による振動によって、筐体11が、例えば図中に矢印A〜Dで示す方向に振動する。すると、その筐体11の振動に伴って、筒部21も例えば図中に矢印A〜Dと同じ方向に振動するようになっている。なお、振動方向にあっては、図中に矢印A〜Dで示す方向以外にも、水平方向に対して傾斜している方向であったり、垂直方向であったりしても良い。
筒部21は、円柱状であって、磁石部22が自在に転動することが可能な内側の底面21aを有している。また、この筒部21は、筐体11と一体となっている。第1実施形態に係る振動式発電機10にあっては、発電部として、様々な電子機器等に設けられる。そして、振動式発電機10が設けられている電子機器等を身につけている者が歩行したり、振動式発電機10が設けられている電子機器等を搭載されている自動車が走行したりする際の振動、他にも、風や水流等による振動によって、筐体11が、例えば図中に矢印A〜Dで示す方向に振動する。すると、その筐体11の振動に伴って、筒部21も例えば図中に矢印A〜Dと同じ方向に振動するようになっている。なお、振動方向にあっては、図中に矢印A〜Dで示す方向以外にも、水平方向に対して傾斜している方向であったり、垂直方向であったりしても良い。
磁石部22は、互いに異なる一対の極を有する球状の永久磁石である。磁石部22は、筒部21の内側の底面21aを自在に転動することが可能である。
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。なお、コイル部23は、筒部の外側面や外底面であって、かつ、底面21aに対して傾斜を有する基準軸Y1を中心にして、その基準軸Y1の垂直面方向にコイルが巻かれている。
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。なお、コイル部23は、筒部の外側面や外底面であって、かつ、底面21aに対して傾斜を有する基準軸Y1を中心にして、その基準軸Y1の垂直面方向にコイルが巻かれている。
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45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、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、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45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、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、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、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45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、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、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。
センサ部44は、上記の電磁誘導によって生じた電力により、体温、血圧、脈拍及び体脂肪の少なくとも1つを測定する生体情報センサ部や、自動車の車輪の空気圧及び回転速度の少なくとも1つを測定する車体情報センサ部等である。この他にも、センサ部44は、上記の電磁誘導によって生じた電力により、気温、湿度及び大気圧の少なくとも1つを測定するセンサであっても良い。
センサ部44は、上記の電磁誘導によって生じた電力により、体温、血圧、脈拍及び体脂肪の少なくとも1つを測定する生体情報センサ部や、自動車の車輪の空気圧及び回転速度の少なくとも1つを測定する車体情報センサ部等である。この他にも、センサ部44は、上記の電磁誘導によって生じた電力により、気温、湿度及び大気圧の少なくとも1つを測定するセンサであっても良い。
信号送信部45は、上記の電磁誘導によって生じた電力により、図示しない信号受信部等に対して、センサ部44で測定された情報を送信する。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が設けられている。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。
また、図2は、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部構造を示す上面断面図である。さらに、図3は、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部構造を示す側面断面図である。
また、図2は、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部構造を示す上面断面図である。さらに、図3は、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部構造を示す側面断面図である。
図2に示すように、筒部21が振動すると、その動きに伴って、磁石部22が筒部21の内側の底面21aを例えば図中に矢印A〜Dで示す方向に転動する。勿論、磁石部22は、図中に矢印A〜Dで示す方向に限らず、筒部21の内側の底面21aを自在に転動することが可能である。また、磁石部22が転動している中で、筒部21の内側面に接触すれば、磁石部22はさらに別の方向に転動するようになっている。
また、図3を参照するとわかるように、コイル部23は、筒部21の側面に、底面21a(基準軸X1)に対する傾斜を有する基準軸Y1を中心にして、その基準軸Y1の垂直面方向にコイルが巻かれている。このため、上記で説明したように、磁石部22が筒部21の内側の底面21aを自在に転動している際に、その磁石部22が転動している位置によらずに、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、効率良く発電することができるようになっていることがわかる。
なお、通常では、磁石部22は、図3に示すように、筒部21の内側の底面21aと接触している状態で転動している。但し、筒部21が振動することによって、磁石部22が、筒部21の内側の底面21aから一時的に離れても構わない。この場合にあっても、筒部21の側面に、底面21aに対する傾斜を有する基準軸Y1を中心にして、その基準軸Y1の垂直面方向にコイルが巻かれているものであるため、その磁石部22が転動している位置によらず、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ようになっている。
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、底面21aに対する傾斜を有する基準軸Y1を中心にして、その基準軸Y1の垂直面方向にコイル部23が設けられている。このため、磁石部22が筒部21の内側の底面21aを自在に転動している際に、その磁石部22が転動している位置によらず、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、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4を参照して、磁石部22の構造を説明する。
図4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4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。
本実施形態に係る振動式発電機10にあっては、磁石部22を用いている。図4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転動し始めると、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4を参照して、磁石部22の構造を説明する。
図4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4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。
本実施形態に係る振動式発電機10にあっては、磁石部22を用いている。図4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転動し始めると、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´による磁界をできるだけ多く変化させて、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の内側の底面21aを自在に転動するのを繰り返しているうちに、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の内側の底面21aを自在に転動するのを繰り返しているうちに、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。
(振動式発電機10の内部回路40の構成)
続いて、図5を参照して、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部回路40の回路構成を説明する。
図5は、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部回路40の回路構成を示すブロック図である。図5に示す内部回路40を有する振動式発電機10は、上述したように、筐体11が振動するのに伴って、筒部21も振動する。すると、磁石部22が、筒部21の内側の底面21aを自在に転動し始める。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、筒部21の内側の底面21aを自在に転動している際に、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5を参照して、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部回路40の回路構成を説明する。
図5は、第1実施形態に係る振動式発電機10の内部回路40の回路構成を示すブロック図である。図5に示す内部回路40を有する振動式発電機10は、上述したように、筐体11が振動するのに伴って、筒部21も振動する。すると、磁石部22が、筒部21の内側の底面21aを自在に転動し始める。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、筒部21の内側の底面21aを自在に転動している際に、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、センサ部44や信号送信部45等に供給される。つまり、外部の処理部の電源は、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、上記で説明した振動式発電機10においては、底面21a(基準軸X1)に対して傾斜を有する基準軸Y1を中心にして、その基準軸Y1の垂直面方向にコイルが巻かれているものであった。但し、磁石部22が筒部21の内側の底面21aを自在に転動している際に、その磁石部22が転動している位置によらず、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れば良い。
なお、上記で説明した振動式発電機10においては、底面21a(基準軸X1)に対して傾斜を有する基準軸Y1を中心にして、その基準軸Y1の垂直面方向にコイルが巻かれているものであった。但し、磁石部22が筒部21の内側の底面21aを自在に転動している際に、その磁石部22が転動している位置によらず、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れば良い。
従って、図6に示す第1実施形態の第1変形例に係る振動式発電機50のように、コイル部51が設けられていても良い。この振動式発電機50にあっては、コイル部51が、底面21a(基準軸X2)に対して90°の傾斜を有している基準軸Y2を中心にして、その基準軸Y2の垂直面方向にコイルが巻かれている。
さらには、図7に示す第1実施形態の第2変形例に係る振動式発電機60のように、コイル部61が設けられていても良い。この振動式発電機60にあっては、コイル部61が、底面21a(基準軸X3)に対して水平である基準軸Y3を中心にして、その基準軸Y3の垂直面方向にコイルが巻かれている。
さらには、図7に示す第1実施形態の第2変形例に係る振動式発電機60のように、コイル部61が設けられていても良い。この振動式発電機60にあっては、コイル部61が、底面21a(基準軸X3)に対して水平である基準軸Y3を中心にして、その基準軸Y3の垂直面方向にコイルが巻かれている。
(第2実施形態)
なお、上記で説明した第1実施形態に係る振動式発電機10は、筒部21と筐体11とが一体となっており、筐体11が振動する方向と同じ方向に、筒部21も振動するようになっていた。しかしながら、筒部21も振動させる方法にあっては、この限りではない。
(振動式発電機70の構造)
そこで、図8を参照して、第2実施形態に係る振動式発電機70の内部構造を説明する。
図8は、第2実施形態に係る振動式発電機70の内部構造を示す側面断面図である。図8に示す第2実施形態に係る振動式発電機70は、筐体71の内部に、第1実施形態に係る振動式発電機10と同様の要部を有している。なお、整流回路部41と、充電コントローラ部42とについては、説明の都合上、これ以降図示及びその説明を省略する。
なお、上記で説明した第1実施形態に係る振動式発電機10は、筒部21と筐体11とが一体となっており、筐体11が振動する方向と同じ方向に、筒部21も振動するようになっていた。しかしながら、筒部21も振動させる方法にあっては、この限りではない。
(振動式発電機70の構造)
そこで、図8を参照して、第2実施形態に係る振動式発電機70の内部構造を説明する。
図8は、第2実施形態に係る振動式発電機70の内部構造を示す側面断面図である。図8に示す第2実施形態に係る振動式発電機70は、筐体71の内部に、第1実施形態に係る振動式発電機10と同様の要部を有している。なお、整流回路部41と、充電コントローラ部42とについては、説明の都合上、これ以降図示及びその説明を省略する。
この第2実施形態に係る振動式発電機70においては、筒部21が、軸部72及び筐体11とを介して回動軸部73と接続されて振り子になっている。なお、筒部21と筐体11とが一体になっていれば、筒部21と軸部72とが直接接続されていなくても、筒部21と軸部72とが直接接続されているのと同じである。
第2実施形態に係る振動式発電機70の発電方法を具体的に説明すると、振動式発電機70が設けられている装置等を身につけている者が歩行したり、振動式発電機70が設けられている電子機器等を搭載されている自動車が走行したりする際の振動、風や水流等の振動によって、筒部21が回動軸部73を中心にして、図中に矢印Eに示す方向に振り子運動をする。これにより、磁石部22が筒部21の内側の底面21aを転動している際に、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。
上記で説明したように、第2実施形態に係る振動式発電機50にあっても、第1実施形態に係る振動式発電機10と同様に、筒部21の側面には、底面21aに対する傾斜を有する基準軸を中心にして、その基準軸の垂直面方向にコイル部23が設けられているものである。このため、磁石部22が筒部21の内側の底面21aを自在に転動している際に、その磁石部22が転動している位置によらず、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。
(第3実施形態)
なお、上記で説明した第2実施形態に係る振動式発電機70は、磁石部22が自在に転動することが可能な底面21aを有しており、磁石部22が、その筒部21の内側の底面21aを自在に転動することができるものであった。しかしながら、磁石部22が転動するのは、筒部21の内側の底面21aに限らず、筒部21の側面であっても良い。
なお、上記で説明した第2実施形態に係る振動式発電機70は、磁石部22が自在に転動することが可能な底面21aを有しており、磁石部22が、その筒部21の内側の底面21aを自在に転動することができるものであった。しかしながら、磁石部22が転動するのは、筒部21の内側の底面21aに限らず、筒部21の側面であっても良い。
(振動式発電機80の構造)
続いて、図9を参照して、第3実施形態に係る振動式発電機80の内部構造を説明する。
図9は、第3実施形態に係る振動式発電機80の内部構造を示す側面断面図である。図9に示す振動式発電機80は、筐体81の内部に、上記で説明した第1実施形態に係る振動式発電機10の代わりに振動式発電機(振動式発電部)90が設けられている。この振動式発電機(振動式発電部)90には、筒部91と、磁石部92と、コイル部93とを有する筐体95が設けられている。
続いて、図9を参照して、第3実施形態に係る振動式発電機80の内部構造を説明する。
図9は、第3実施形態に係る振動式発電機80の内部構造を示す側面断面図である。図9に示す振動式発電機80は、筐体81の内部に、上記で説明した第1実施形態に係る振動式発電機10の代わりに振動式発電機(振動式発電部)90が設けられている。この振動式発電機(振動式発電部)90には、筒部91と、磁石部92と、コイル部93とを有する筐体95が設けられている。
筒部91と、磁石部92と、コイル部93とは、上記で説明した筒部21と、磁石部22と、コイル部23とにそれぞれ対応している構成要部である。そして、この第3実施形態に係る振動式発電機80においても、筒部91が、軸部72及び筐体95とを介して回動軸部73と接続されて振り子になっている。なお、筒部91と筐体95とが一体になっていれば、筒部91と軸部72とが直接接続されていなくても、筒部91と軸部72とが直接されているのと同じである。
この第3実施形態に係る振動式発電機80と第2実施形態に係る振動式発電機20との最大の違いは、磁石部22の転動する面が異なることである。第3実施形態に係る振動式発電機80にあっては、磁石部92が筒部91の内部の底面91aや底面91bを転動せずに、筒部91の内部の側面91cを転動する。
しかしながら、第3実施形態に係る振動式発電機80と第1実施形態に係る振動式発電機20との振動方式は、筒部91が回動軸部73を中心にして、図中に矢印Eに示す方向に振り子運動をする点で全く同じである。これにより、第3実施形態に係る振動式発電機80にあっても、磁石部92が筒部91の内部の側面91cを転動している際に、磁石部92とコイル部93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。
しかしながら、第3実施形態に係る振動式発電機80と第1実施形態に係る振動式発電機20との振動方式は、筒部91が回動軸部73を中心にして、図中に矢印Eに示す方向に振り子運動をする点で全く同じである。これにより、第3実施形態に係る振動式発電機80にあっても、磁石部92が筒部91の内部の側面91cを転動している際に、磁石部92とコイル部93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が振り子運動をすることで、磁石部92が筒部91の内部の側面91cを転動さえすれば、磁石部92の形状は、磁石部22のように球状に限らない。例えば、図9を参照してわかるように、円柱形状の磁石部92を用いることもできる。同時に、筒部91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。よって、磁石部92が筒部91の内部の側面91cを転動しやすいように、筒部91は、その長手方向が振り子運動する方向に合わせて曲がっている。
さらに、振動式発電機80にあっては、筒部91の一方の端部の底面91aに、磁石であるトラップ部94aが設けられ、筒部91の他方の端部の底面91bに、同じく磁石であるトラップ部94bが設けられている。具体的に、磁石部92による磁力によって、該磁石部92が吸着する吸着部材を用いても良い。吸着部材として、例えば鉄片を用いることができる。このようなトラップ部94a,94bを設けておくことで、筒部91が振り子運動をして、筒部91の傾きが所定の傾きになるまで、筒部91の一方の端部に磁石部92を一時的に固定しておくことができる。さらに、筒部91の傾きが所定の傾きになった際には、筒部91の一方の端部にとどまっていた磁石部92を他方の端部に向かって、トラップ部94a,94bがないときよりも高速に転動させることができる。つまり、磁石部92とコイル部93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94a,94bは、筒部91が振り子運動をして、筒部91の傾きが所定の傾きになるまで、筒部91の端部に磁石部92を一時的に固定しておければ良い。このため、トラップ部94a,94bの種類は、磁石に限らない。図10は、図9に示した振動式発電機80とは別の変形例として、その変形例に係る振動式発電機100の内部構造を示す側面断面図である。
図10に示す振動式発電機100は、筐体81の内部に、上記で説明した振動式発電機(振動式発電部)90の代わりに振動式発電機(振動式発電部)90´が設けられている。この振動式発電機(振動式発電部)90´には、一例ではあるが、筒部21の端部の内側面91cに設けられた凸部(または凹部)であるトラップ部101a,101bが設けられている。これにより、磁石であるトラップ部94a,94bと同様に、筒部91の傾きが所定の傾きになるまで、筒部91の端部に磁石部92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94a,94bや、凸部であるトラップ部101a,101bは、筒部91の端部の周辺に設けられていれば上記の効果を得ることができる。
(第4実施形態)
(振動式発電機120の構造)
続いて、図11を参照して、第4実施形態に係る振動式発電機120の内部構造を説明する。
図11は、第4実施形態に係る振動式発電機120の内部構造を示す側面断面図である。図11に示す振動式発電機120は、筐体121の内部に、第2実施形態及び第3実施形態に係る振動式発電機と実質同様の要部を有している。なお、この第4実施形態に係る振動式発電機120においても、筒部122が、筐体124を介して回動軸部73と接続されているが、筒部122と筐体124とが一体になっていれば、筒部122と軸部72とが直接接続されていなくても、筒部122と軸部72とが直接接続されているのと同じである。
(振動式発電機120の構造)
続いて、図11を参照して、第4実施形態に係る振動式発電機120の内部構造を説明する。
図11は、第4実施形態に係る振動式発電機120の内部構造を示す側面断面図である。図11に示す振動式発電機120は、筐体121の内部に、第2実施形態及び第3実施形態に係る振動式発電機と実質同様の要部を有している。なお、この第4実施形態に係る振動式発電機120においても、筒部122が、筐体124を介して回動軸部73と接続されているが、筒部122と筐体124とが一体になっていれば、筒部122と軸部72とが直接接続されていなくても、筒部122と軸部72とが直接接続されているのと同じである。
上記で説明した第2実施形態及び第3実施形態に係る振動式発電機は、その内部の筒部91が、回動軸部73を中心にして振り子運動をするものであった。しかしながら、第4実施形態に係る振動式発電機120においては、筒部122が、その長手方向の中心位置で、回動軸部73と直接接続されている。そして、回動軸部73を中心にして、筒部122の一方の端部と他方の端部とが、図中の矢印Fで示す方向に、交互に上下運動をする。これにより、筒部122の一方の端部にとどまっている状態の磁石部92が、筒部122の内部の側面122aを、筒部122の他方の端部に向かって一気に転動する。その際に、磁石部92とコイル部123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。
(第5実施形態)
(振動式発電機10を用いた傘200の構造)
続いて、図12及び図13を参照して、第5実施形態として、第1実施形態に係る振動式発電機10を用いた傘200の構造を説明する。
図12は、振動式発電機10を用いて構成された第5実施形態に係る傘200の構造を示す斜視図(傘カバー部202を広げた状態)である。また、図13は、振動式発電機10を用いて構成された第5実施形態に係る傘200の構造を示す斜視図(傘カバー部202を畳んだ状態)である。
(振動式発電機10を用いた傘200の構造)
続いて、図12及び図13を参照して、第5実施形態として、第1実施形態に係る振動式発電機10を用いた傘200の構造を説明する。
図12は、振動式発電機10を用いて構成された第5実施形態に係る傘200の構造を示す斜視図(傘カバー部202を広げた状態)である。また、図13は、振動式発電機10を用いて構成された第5実施形態に係る傘200の構造を示す斜視図(傘カバー部202を畳んだ状態)である。
図12に示す傘200は、取手部201と、傘カバー部202と、中棒部203と、複数の骨材部204−1〜204−8と、石突部205と、スライド部206とを備えて構成される。なお、これらの要部は、雨傘や日傘等の傘として一般的に有する要部である。
取手部201は、図12に示すように傘カバー部202を広げて傘200を使用したり、図13に示すように傘カバー部202を畳んで傘200を持ち歩いたりする際に、手で握ることができるようになっている部分である。取手部201の形状は、手で握りやすい形状に施されている。
傘カバー部202には、ビニール樹脂等の撥水性を有する素材等が用いられており、傘カバー部202は、雨や日差しを遮る役割を果たす。
取手部201は、図12に示すように傘カバー部202を広げて傘200を使用したり、図13に示すように傘カバー部202を畳んで傘200を持ち歩いたりする際に、手で握ることができるようになっている部分である。取手部201の形状は、手で握りやすい形状に施されている。
傘カバー部202には、ビニール樹脂等の撥水性を有する素材等が用いられており、傘カバー部202は、雨や日差しを遮る役割を果たす。
中棒部203は、傘200の全体を支える役割を果たす。この中棒部203は、傘カバー部202を広げたり、畳んだりする際に、スライド部206をスライドさせることができるようになっている。
複数の骨材部204−1〜204−8は、傘カバー部202の内側に、中棒部203の軸を中心にして放射状に広がっている。また、複数の骨材部204−1〜204−8は、傘カバー部202と一体になるように、傘カバー部202に縫い付けられている。これにより、複数の骨材部204−1〜204−8は、傘カバー部202を支持することができる。
複数の骨材部204−1〜204−8は、傘カバー部202の内側に、中棒部203の軸を中心にして放射状に広がっている。また、複数の骨材部204−1〜204−8は、傘カバー部202と一体になるように、傘カバー部202に縫い付けられている。これにより、複数の骨材部204−1〜204−8は、傘カバー部202を支持することができる。
また、複数の骨材部204−1〜204−8の中間部分には関節部があり、この関節部を介して別の骨材が設けられている。その骨材の先端の部分をまとめて、中棒部203に沿ってスライドすることができる環状のスライド部206がある。このスライド部206をスライドさせることで、傘カバー部202を広げたり、畳んだりすることができる。
石突部205は、中棒部203の取手部201とは反対の端部に設けられている。この石突部205は、中棒部203と同部材で一体になっていても良いし、別部材を接合したものであっても良い。また、傘カバー部202を畳んで傘200を持ち歩いている際、中棒部203が地面や床等を突いたときに中棒部203の先端の部分が破損してしまわないように、石突部205は、中棒部203より硬い素材を用いて形成されていることが望ましい。
石突部205は、中棒部203の取手部201とは反対の端部に設けられている。この石突部205は、中棒部203と同部材で一体になっていても良いし、別部材を接合したものであっても良い。また、傘カバー部202を畳んで傘200を持ち歩いている際、中棒部203が地面や床等を突いたときに中棒部203の先端の部分が破損してしまわないように、石突部205は、中棒部203より硬い素材を用いて形成されていることが望ましい。
さらに、図12に示す傘200には、上記で説明した傘としての一般的な要部の他に、上記で説明した第1実施形態に係る振動式発電機10と、複数の骨材部204−1〜204−8に対応して設けられた複数のLED211−1〜211−8とを有している。
上記の振動式発電機10は、本実施形態に係る傘200において、傘200の石突部205に設けられている。上記で説明した通り、石突部205と中棒部203とは、同部材で一体になっていても良いし、別部材を接合したものであっても良い。つまり、振動式発電機10は、中棒部203の一方の端部付近に設けられている。
上記の振動式発電機10は、本実施形態に係る傘200において、傘200の石突部205に設けられている。上記で説明した通り、石突部205と中棒部203とは、同部材で一体になっていても良いし、別部材を接合したものであっても良い。つまり、振動式発電機10は、中棒部203の一方の端部付近に設けられている。
また、LED211−1〜211−8は、傘カバー部202を支える複数の骨材部204−1〜204−8の先端の部分にそれぞれ設けられている。そして、振動式発電機10と複数のLED211−1〜211−8との間は、図12中に破線で示すように、導線212によって電気的に接続されている。
LED211−1〜211−8は、振動式発電機10によって発電された電力で点灯する。LED211−1〜211−8が点灯したときの明るさによって、デザイン的に傘200の見栄えを良くしたり、事故防止や犯罪防止等に役立てたりすることができる。なお、振動式発電機10によって発電された電力で点灯されるものはLED211−1〜211−8に限定されないが、発光部として、LED211−1〜211−8のように他の電球より比較的小型であったり、低消費電力であったり、長寿命であったり、適度な明るさが得られたりするものが好ましい。
LED211−1〜211−8は、振動式発電機10によって発電された電力で点灯する。LED211−1〜211−8が点灯したときの明るさによって、デザイン的に傘200の見栄えを良くしたり、事故防止や犯罪防止等に役立てたりすることができる。なお、振動式発電機10によって発電された電力で点灯されるものはLED211−1〜211−8に限定されないが、発光部として、LED211−1〜211−8のように他の電球より比較的小型であったり、低消費電力であったり、長寿命であったり、適度な明るさが得られたりするものが好ましい。
また、導線212を配線する仕方は、振動式発電機10やLED211−1〜211−8を設ける箇所等によって異なる。例えば、上記で説明したように、複数の骨材部204−1〜204−8の先端の部分にLED211−1〜211−8を設ける場合には、複数の骨材部204−1〜204−8の内部に配線したり、骨材部204−1〜204−8の周囲に配線したりすれば良い。
(振動式発電機10を用いた傘200による発電方法)
続いて、図14を参照して、振動式発電機10を用いて構成された第5実施形態に係る傘200による発電方法を説明する。
図14は、振動式発電機10を用いて構成された第5実施形態に係る傘200が振動しているときの状態を示す模式図である。図14に示すように、例えば、傘200を畳んで手に持って歩行していると、その人の手の動きに合わせて、傘200が、図14中に示す矢印Gの方向に自然に揺れる。すると、振動式発電機10も、傘200の中棒部203の動きに合わせて振動する。その際、図2等を参照して説明した通り、振動式発電機10の内部に設けられている磁石部22が筒部の内側の底面を転動する。磁石部22が筒部の内側の底面を自在に転動している際に、振動式発電機10は、磁石部22とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電する。
続いて、図14を参照して、振動式発電機10を用いて構成された第5実施形態に係る傘200による発電方法を説明する。
図14は、振動式発電機10を用いて構成された第5実施形態に係る傘200が振動しているときの状態を示す模式図である。図14に示すように、例えば、傘200を畳んで手に持って歩行していると、その人の手の動きに合わせて、傘200が、図14中に示す矢印Gの方向に自然に揺れる。すると、振動式発電機10も、傘200の中棒部203の動きに合わせて振動する。その際、図2等を参照して説明した通り、振動式発電機10の内部に設けられている磁石部22が筒部の内側の底面を転動する。磁石部22が筒部の内側の底面を自在に転動している際に、振動式発電機10は、磁石部22とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電する。
勿論、駅のホームで電車を待っている最中に、傘200をゴルフクラブに見立ててスイングの練習をしている間にも、傘200の中棒部203の振動に合わせて振動式発電機10が振動するため、振動式発電機10は発電することができる。また、傘200を野球のバットに見立てて同じようなことをしても、振動式発電機10は発電することができる。
また、図示しないが、傘カバー部202を広げた際に、振動式発電機10と複数のLED211−1〜211−8との間が、電気的にオフ状態からオン状態に切り替わるようなスイッチ部を、例えば中棒部203に設けておく。これにより、傘カバー部202を広げていない時には、複数のLED211−1〜211−8を点灯させずに、充電コントローラ部42を用いることにより、蓄電素子43に一時的に蓄電するようにしておくことができる。そして、図14に示すように、例えば、雨が降ってきたため、傘カバー部202を広げて傘200を使用する時には、そのスイッチ部が自動的にオフ状態からオン状態に切り替わる。すると、蓄電素子43に蓄電されている電力によって、LED211−1〜211−8が点灯する。
また、図示しないが、傘カバー部202を広げた際に、振動式発電機10と複数のLED211−1〜211−8との間が、電気的にオフ状態からオン状態に切り替わるようなスイッチ部を、例えば中棒部203に設けておく。これにより、傘カバー部202を広げていない時には、複数のLED211−1〜211−8を点灯させずに、充電コントローラ部42を用いることにより、蓄電素子43に一時的に蓄電するようにしておくことができる。そして、図14に示すように、例えば、雨が降ってきたため、傘カバー部202を広げて傘200を使用する時には、そのスイッチ部が自動的にオフ状態からオン状態に切り替わる。すると、蓄電素子43に蓄電されている電力によって、LED211−1〜211−8が点灯する。
なお、本実施形態の説明では、傘200に用いる振動式発電機が第1実施形態に係る振動式発電機10であったが、これに限らず、他の実施形態で説明した振動式発電機を用いることもできる。
(第6実施形態)
(振動式発電機(振動式発電部)90´を用いた傘300の構造)
続いて、図15を参照して、第6実施形態として、第3実施形態に係る振動式発電機80の筐体81の内部にある振動式発電機(振動式発電部)90´を用いた傘300の構造を説明する。
図15は、振動式発電機(振動式発電部)90´を用いて構成された第6実施形態に係る傘300が振動しているときの状態を示す模式図である。
図15に示す傘300には、上記で説明した傘としての一般的な要部の他に、振動式発電機10に代えて、上記で説明した振動式発電機(振動式発電部)90´を有している。
(振動式発電機(振動式発電部)90´を用いた傘300の構造)
続いて、図15を参照して、第6実施形態として、第3実施形態に係る振動式発電機80の筐体81の内部にある振動式発電機(振動式発電部)90´を用いた傘300の構造を説明する。
図15は、振動式発電機(振動式発電部)90´を用いて構成された第6実施形態に係る傘300が振動しているときの状態を示す模式図である。
図15に示す傘300には、上記で説明した傘としての一般的な要部の他に、振動式発電機10に代えて、上記で説明した振動式発電機(振動式発電部)90´を有している。
上記の振動式発電機(振動式発電部)90´は、傘200同様に、本実施形態に係る傘300において、傘300の石突部に設けられている。上記で説明した通り、石突部と中棒部とは、同部材で一体になっていても良いし、別部材を接合したものであっても良い。つまり、振動式発電機(振動式発電部)90´は、中棒部の一方の端部付近に設けられている。
(振動式発電機(振動式発電部)90´を用いた傘300による発電方法)
続いて、図15を参照して、振動式発電機(振動式発電部)90´を用いて構成された第6実施形態に係る傘300による発電方法を説明する。
図15に示すように、例えば、傘300を畳んで手に持って歩行していると、その人の手の動きに合わせて、傘300が、図15中に示す矢印Gの方向に自然に揺れる。すると、振動式発電機(振動式発電部)90´も、傘300の中棒部の動きに合わせて振動する。その際、図10等を参照して説明した通り、振動式発電機(振動式発電部)90´の内部に設けられている磁石部92が筒部の側面を転動する。磁石部92が筒部の側面を自在に転動している際に、振動式発電機(振動式発電部)90´は、磁石部92とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電する。
続いて、図15を参照して、振動式発電機(振動式発電部)90´を用いて構成された第6実施形態に係る傘300による発電方法を説明する。
図15に示すように、例えば、傘300を畳んで手に持って歩行していると、その人の手の動きに合わせて、傘300が、図15中に示す矢印Gの方向に自然に揺れる。すると、振動式発電機(振動式発電部)90´も、傘300の中棒部の動きに合わせて振動する。その際、図10等を参照して説明した通り、振動式発電機(振動式発電部)90´の内部に設けられている磁石部92が筒部の側面を転動する。磁石部92が筒部の側面を自在に転動している際に、振動式発電機(振動式発電部)90´は、磁石部92とコイル部との間で生じる電磁誘導によって発電する。
そして、傘300に、振動式発電機10の代わりに、上記のような筒部が振り子運動をすることによって、磁石部92が筒部の内部の側面を転動して発電する振動式発電機(振動式発電部)90´を用いる場合には、次のように振動式発電機(振動式発電部)90´を設けると良い。上記の傘300の中棒部が振動する方向(図15中に示す矢印Gの方向)と、振動式発電機(振動式発電部)90´の内部の筒部が振り子運動をする方向(図10中に示す矢印Eの方向)とが一致するように、振動式発電機(振動式発電部)90´を石突部に設ける。
上記で説明したように、振動式発電機(振動式発電部)90´は、筒部が振り子運動をすることで、磁石部92が筒部の内部の側面を転動して、発電するものであった。傘300を畳んで手に持って歩行していると、その人の手の動きに合わせて、傘300が、図15中に示す矢印Gの方向に自然に揺れる。この揺れ方が、振り子運動をすることによる振動と同じである。このため、振動式発電機(振動式発電部)90´は、振動式発電機10よりも、磁石部92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できる。
さらに、振動式発電機(振動式発電部)90´には、筒部の端部の内側面に、凸部(または凹部)であるトラップ部101a,101bが設けられている。このようなトラップ部101a,101bを設けておくことで、筒部が振り子運動をして、筒部の傾きが所定の傾きになるまで、筒部の一方の端部に磁石部92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92を他方の端部に向かって、トラップ部101a,101bがないときよりも高速に転動させることができる。つまり、振動式発電機(振動式発電部)90´は、振動式発電機10よりも、磁石部92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できる。
また、第3実施形態の変形例に係る振動式発電機100の筐体81の内部には、振動式発電機(振動式発電部)90が設けられていた。この振動式発電機(振動式発電部)90は、振動式発電機(振動式発電部)90´のトラップ部101a,101bとは異なるトラップ部94a,94bが設けられていた。このような振動式発電機(振動式発電部)90を、傘200に用いることもできる。
この他にも、第2実施形態に係る振動式発電機70を、傘200に用いることができる。図8に示した第2実施形態に係る振動式発電機70は、筐体71の内部に、第1実施形態に係る振動式発電機10と同様の要部を有していた。そして、振動式発電機70は、筒部21が、軸部72及び筐体11とを介して回動軸部73と接続されて振り子になっていた。
このため、傘200に、振動式発電機10の代わりに、上記のような振り子運動をすることによって発電する振動式発電機70を用いる場合にも、傘200の中棒部が振動する方向(図14中に示す矢印Gの方向)と、振動式発電機70の内部の筒部が振り子運動をする方向(図8中に示す矢印Eの方向)とが一致するように、振動式発電機70を石突部に設けると良い。すると、振動式発電機70は、効率良く発電することができる。
このように、傘200に設ける振動式発電機を、任意に選ぶことができる。
さらに、振動式発電機の外部の形状は、傘200のデザイン等に合わせて変更することができる。このため、振動式発電機の外部の形状に合わせて、傘200に用いる振動式発電機を選ぶことができる。
例えば、図16に示すような折りたたみ傘400であれば、取手部401の形状に合わせて、取手部401の内部に第1実施形態に係る振動式発電機10を設けることができる。
さらに、振動式発電機の外部の形状は、傘200のデザイン等に合わせて変更することができる。このため、振動式発電機の外部の形状に合わせて、傘200に用いる振動式発電機を選ぶことができる。
例えば、図16に示すような折りたたみ傘400であれば、取手部401の形状に合わせて、取手部401の内部に第1実施形態に係る振動式発電機10を設けることができる。
また、振動式発電機を用いることができるものは、傘に限らない。要するに、中棒部203と石突部205とから成る振動可能な棒状部を有しているものであって、傘200の中棒部203(石突部205)のような棒状部の少なくとも一方の端部付近に振動式発電機を設けることができるものであれば良い。
具体的なものとして、お年寄りや怪我をしている人の歩行を補助するために用いる杖がある。杖であれば、例えば傘200と同様に、杖の取手部とは反対の端部付近に振動式発電機やLEDを設ければ良い。そして、歩行している時の杖の振動によって振動式発電機が発電し、その電力によってLEDを点灯させることができる。
具体的なものとして、お年寄りや怪我をしている人の歩行を補助するために用いる杖がある。杖であれば、例えば傘200と同様に、杖の取手部とは反対の端部付近に振動式発電機やLEDを設ければ良い。そして、歩行している時の杖の振動によって振動式発電機が発電し、その電力によってLEDを点灯させることができる。
また、振動式発電機を、登山やスキー等に用いるストックに適用することもできる。例えば、図17に示すようなスキー用のストック500であれば、棒状部(ストック)501−1,501−2の先端に設けられているリング502−1,502−2の付近の取手部(グリップ)503−1,503−2側に、例えば振動式発電機(振動式発電部)90´を設けておく。上記の傘と同様に、振動式発電機(振動式発電部)90´が振動することによって発電し、その発電された電力を蓄電しておく。そして、山やスキー場で遭難した際に、取手部(グリップ)503−1,503−2に設けられているLED504−1,504−2を、蓄電されている電力によって点灯させることにより、救助を求めることができる。
この他のものとして、シャープペンシル等のような筆記具がある。例えば、シャープペンシルであれば、ペン先と反対の端部付近に振動式発電機とLEDとを設ければ良い。そして、そのシャープペンシルを用いて筆記している時の振動によって発電することができる。さらに、その電力によってLEDを点灯させることで、シャープペンシルを手軽なペンライトとして用いることができる。
(各実施形態の説明のまとめ)
上記の各実施形態に係る振動式発電機は、筒部の底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にして、その基準軸の垂直面方向にコイルが巻かれていることで、磁石部が転動している位置によらず、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって、できるだけ効率良く発電することができる。
さらに、筒部を様々な方法で振動させて、筒部の転動面を磁石部が転動する際に、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。
上記の各実施形態に係る振動式発電機は、筒部の底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にして、その基準軸の垂直面方向にコイルが巻かれていることで、磁石部が転動している位置によらず、磁石部とコイル部との間で生じる電磁誘導によって、できるだけ効率良く発電することができる。
さらに、筒部を様々な方法で振動させて、筒部の転動面を磁石部が転動する際に、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。
本発明に係る振動式発電機は、人が歩行したり、自動車が走行したりする際の振動、さらには、風や水流等の振動により、筒部の転動面を磁石部が転動する際に、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発電部として、様々な電子機器や日用品等の内部に設けることができる。
10……振動式発電機
11……筐体
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
44……センサ部
45……信号送信部
11……筐体
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
44……センサ部
45……信号送信部
Claims (18)
- 互いに異なる一対の極を有する磁石部と、
前記磁石部が自在に転動することが可能な転動面を有する筒部と、
前記筒部の側面にコイルが巻かれているコイル部と、
を備え、
前記筒部が振動することで前記磁石部が前記転動面を転動する際に、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振動式発電機。 - 前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な底面を有し、
前記コイル部は、前記筒部の側面であって、かつ、前記底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にして、当該基準軸の垂直面方向にコイルが巻かれ、
前記筒部が当該筒部の底面に対して水平方向に振動することで、前記磁石部が前記底面を転動する際に、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請求項1に記載の振動式発電機。 - 前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な底面を有するとともに、回動軸部と接続されて振り子になり、
前記コイル部は、前記筒部の側面であって、かつ、前記底面に対して水平であるまたは傾斜を有する基準軸を中心にしてコイルが巻かれ、
前記筒部が前記回動軸部を中心にして振り子運動をすることで、前記磁石部が前記底面を転動する際に、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請求項1に記載の振動式発電機。 - 前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な側面を有するとともに、回動軸部と接続されて振り子になり、
前記筒部が前記回動軸部を中心にして振り子運動をすることで、前記磁石部が前記筒部の一方の端部から他方の端部に向かって前記側面を転動する際に、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請求項1に記載の振動式発電機。 - 前記筒部は、前記磁石部が自在に転動することが可能な側面を有するとともに、長手方向の中心位置にある回動軸部と接続され、
前記回動軸部を中心にして前記筒部の一方の端部と他方の端部とが交互に上下運動をすることで、前記磁石部が前記筒部の一方の端部から他方の端部に向かって前記側面を転動する際に、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請求項1に記載の振動式発電機。 - 前記筒部の両端部の周辺に、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及び他方の端部のいずれか一方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4または5に記載の振動式発電機。
- 前記筒部が、振動可能な棒状部の少なくとも一方の端部付近に設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の振動式発電機。
- 前記棒状部が振動する方向と、前記筒部が振り子運動をする方向とが一致するように、前記筒部が前記棒状部に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の振動式発電機。
- 前記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信号送信部を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の振動式発電機。
- 前記電磁誘導によって生じた電力により発光する発光部を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の振動式発電機。
- 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ることを特徴とする請求項9または10に記載の振動式発電機。
- 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11に記載の振動式発電機。
- 体温、血圧、脈拍及び体脂肪の少なくとも1つを含む生体情報を測定する生体情報センサ部を備え、
前記信号送信部は、前記電磁誘導によって生じた電力により、前記生体情報センサにより測定された生体情報を送信することを特徴とする請求項12に記載の振動式発電機。 - 自動車の車輪の空気圧及び回転速度の少なくとも1つを含む車体情報を測定する車体情報センサ部を備え、
前記信号送信部は、前記電磁誘導によって生じた電力により、前記車体情報センサにより測定された車体情報を送信することを特徴とする請求項12に記載の振動式発電機。 - 前記発光部は、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発光することを特徴とする請求項11に記載の振動式発電機。
- 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1〜15のいずれか1項に記載の振動式発電機。
- 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1〜16のいずれか1項に記載の振動式発電機。
- 前記電磁誘導によって発電された電力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1〜17のいずれか1項に記載の振動式発電機。
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