JP2988381B2 - 発電装置とこれを備えた電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒状コイルと球体
磁石を用いた発電装置と、該発電装置を備えた電子機器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ラジオ、パソコン（ＰＣ／パーソ
ナルコンピュータ）、ワープロ（ＷＰ／ワードプロセッ
サ）等の携帯型情報端末装置において、内蔵した駆動電
源用電池の消耗を低減する、または電池交換を不要にす
る等を目的として、例えば、特開平４−３０８６５号公
報の発電装置が提案されている。この場合の発電装置
は、揺動レバーと、歯車列による増速手段と、この歯車
列の最先端に取り付けたロータ磁石と、このロータ磁石
を取り囲む発電コイルとからなる。

【０００３】また、特開平７−１６８６５３号公報では
トラックボールと、該トラックボールと接触回転するダ
イナモ式発電機の構成が提案されている。

【０００４】さらに、テレビジョン受信機やＶＴＲや照
明器具などの電子機器を遠隔制御するリモートコントロ
ーラ（リモコン）の電源としては、乾電池（バッテリ
ー）と、該乾電池の消耗を低減し長持ちさせる補助手段
として太陽電池を併用する構成が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、揺動機構を用
いた発電装置は構成が簡単ではない。また、トラックボ
ールを用いた構成の場合は電子機器を平面等に接触、移
動させる必要がある。

【０００６】なお、リモコンにおいては、人的動力や振
動を用いた発電装置により乾電池を不要にする、または
乾電池の消耗を低減する構成は提案されていない。

【０００７】本発明は簡単な構成により容易に発電可能
な発電装置と、この発電装置を備えた電子機器、例え
ば、ＰＣ、ＰＨＳ（パーソナル・ハンディホン・システ
ム／簡易携帯電話）、リモートコントローラ等提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、磁石（マグネット）と筒状発電コイルを
用いるもので、筒状コイル内面上に磁石単体（磁石その
もの）を転動または摺動可能に搭載したことを特徴とす
る発電装置とした。

【０００９】上記構成により、本発明の発電装置は振
動、人または車の移動等により発電を可能とする。

【００１０】その結果、電子機器に内蔵した乾電池の寿
命を延ばす、または乾電池を不要にし地球環境保全を図
れる。また、災害時に本発明装置の使用を可能にする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、筒状コイル内面上に磁石を転動または摺動可能に搭
載したことを特徴とする発電装置としたもので、振動、
人体の動き等により発電を可能とし、電源として用いる
乾電池の寿命を延ばす、または乾電池を不要にするとい
う作用を有する。

【００１２】請求項３に記載の発明は、ボビンの外周に
コイルを巻回し、前記ボビン内面上に磁石を転動または
摺動可能に搭載したことを特徴とする発電装置としたも
ので、振動、人体の動き等により発電を可能とし、電源
として用いる乾電池の寿命を延ばす、または乾電池を不
要にするという作用を有する。

【００１３】請求項５に記載の発明は、筒状コイルを樹
脂モールドし、該樹脂モールド内面上に磁石を転動また
は摺動可能に搭載したことを特徴とする発電装置とした
もので、振動、人体の動き等により発電を可能とし、電
源として用いる乾電池の寿命を延ばす、または乾電池を
不要にするという作用を有する。

【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の発電装置を備えたことを特徴とする電子機器としたも
のであり、振動、人体の動き等により発電を可能とし、
電源として用いる乾電池の寿命を延ばす、または乾電池
を不要にするという作用を有する。

【００１５】請求項９に記載の発明は、筒状コイル内面
上に磁石を転動または摺動可能に搭載するとともに、前
記筒状コイルの両端に外部接続端子を配設したことを特
徴とする発電装としたものであり、振動、人体の動き等
により発電を可能とし、電源として用いる乾電池の寿命
を延ばす、または乾電池を不要にするという作用を有す
る。また、プリント配線基板上屁の表面実装を可能にす
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図４に基づい
て説明する。

【００１７】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
における発電装置の概念を示す断面図、図２は図１の発
電装置を構成する磁石の平面図である。

【００１８】図１、図２において、符号１は筒状コイ
ル、２は球体磁石、３は磁石２が筒状コイル内より飛び
出るのを防止する蓋体である。

【００１９】前記球体磁石２は筒状コイル１の内面上に
転動可能に搭載されている。即ち、筒状コイル１内面上
を任意の方向，主として長手方向に転動し、筒状コイル
１に電流を起こし発電を行う。

【００２０】球体磁石２の転動は筒状コイル１を上下左
右の任意方向に振動（揺動）したり、傾けたり、人が持
ち歩くことにより行われる。勿論、乗り物に筒状コイル
１を搭載することによっても、乗り物の発進・停車・進
行過程での道路の凹凸などによって球体磁石は転動し発
電する。

【００２１】また、樹木等に発電装置１００を取り付け
た場合、風力による樹木の揺動に対応して発電する。さ
らに、海上にハウジングを浮かべた場合、波動によって
発電する。

【００２２】次に、本発明の発電装置１００を構成する
前記筒状コイル１の一例を説明する。筒状コイルは、融
着コイル、ボビンの外周にコイルを巻回など任意の構成
としてよい。

【００２３】融着コイルは、融着性絶縁導線を巻線し、
固着したものである。融着性絶縁導線はポリウレタンや
ポリエステル等の被覆導線の上に、熱可塑性樹脂、熱硬
化性樹脂等の融着性皮膜を焼き付けた二重構造の被覆導
線である。

【００２４】溶剤、通電加熱、または熱風加熱等の手段
により、導線相互を接着可能であり、融着コイルは平板
状や球面状または円筒面状などに一体成形でき、曲げ強
度が得られる。

【００２５】融着性絶縁導線に使用される導線には、断
面形状が円形の丸導線のほか、矩形状のリボン導線や円
形の導線を複数本並列処理した多本平行導線等がある。

【００２６】リボン導線や多本平行導線等を用いると、
丸導線に較べ、導線間のスペースを小さく、密に配置で
き、小型、薄型化および低抵抗化できる。即ち、板状の
強磁性体の大きさ、またはそれらの間隔を小さくするこ
とにより、コイル（インダクタ）を小型、薄型化でき
る。

【００２７】図１の実施例では融着コイルは融着性絶縁
導線として、直径が０．３ｍｍ〜０．０５ｍｍの導線を
用い、巻線後熱風加熱により導線間を接着、成形するこ
とにより作製した。巻線後のコイル外形寸法としては直
径約１５ｍｍ、長さを１５０ｍｍ程度とした。なお当然
のことながら、筒状融着コイル２の外周は円筒形の他、
正方形、多角形等の任意形状としてよい。

【００２８】また、図１ではコイル１層だけ巻回した例
を示しているが、別段、多層に巻回してよいことは言う
までもない。

【００２９】球体磁石４は球状の磁性部材内に円筒状磁
石を埋設してなる。磁性部材としては任意の部材として
よい。例えば、合成樹脂バインダに磁性粉を配合・成形
した樹脂製マグネット、またはＭｎ−Ａｌ系、Ｍｎ−Ｚ
ｎ系等のフェライト、Ｃｏ系、Ｆｅ系等のアモルファス
合金、アモルファス合金を結晶化させた超微細組織を持
つ軟磁性体、珪素鋼、パーマロイセンダスト等の金属軟
磁性材料等任意部材としてよい。

【００３０】図１の実施例では球体磁石の外径寸法を約
８ｍｍ〜１２ｍｍとした。磁石の外形は球状に限るもの
でなく、円錐形の底面を接合した棒状磁石，円筒形の棒
状磁石，楕円体など転動、または摺動可能な任意の形状
とすればよい。

【００３１】また、転動、摺動を容易にするため表面や
底面などにフッ素樹脂などの樹脂部材をコーティングし
た。

【００３２】さらに、球体磁石を形成するもう一つ手段
を図２に示す。この場合の集合一体化磁石２Ａは球体を
等分割した扇形体を形成し、該扇形体にＮ極とＳ極を形
成したのち、接合などの手段により一体化してなる。

【００３３】蓋体３は樹脂射出成形、または金属射出成
形、または金属板をプレス加工（絞り加工）等により構
成される。

【００３４】なお、蓋体３を必ずしも筒状コイル１の両
端に配設する必要はない。蓋体３を配設することに代
え、図５の側面図に示すように、コイルの端部を軸心を
通るごとく折曲げ、コイル外へ導出するよう配線処理し
てもよい。即ち、機構要素部品として多用される引っ張
りコイルバネの端末処理と同様の構成としてよい。図５
の構成とすることによりプリント配線基板への挿入実装
を可能にする。

【００３５】以上のように本発明の第１の実施例におけ
る発電装置は、筒状コイルを振動（揺動）させたり傾け
たり、または電子機器に組み込んで人が持ち運びするこ
とにより発電を可能にする。その結果、電子機器に内蔵
した乾電池の寿命を延ばす、または乾電池を不要にす
る。

【００３６】（実施例２）図３は本発明の第２の実施例
における発電装置の概念を示す断面図である。この場合
の発電装置２００は基本的には実施例１における発電装
置１００と同一構成である。異なる構成は、融着した筒
状コイルに代え、ボビンの外周にコイルを巻回した筒状
コイルとした点である。

【００３７】ボビン３４は厚さ寸法０．０５ｍｍ〜０．
２ｍｍ程度の紙シートまたはプラスチックフィルムシー
トを螺旋状に巻回して構成したり、樹脂部材を射出成形
してなる。

【００３８】磁石の外形、蓋体等の構成は実施例１と同
様に実施すればよい。 （実施例３）図４は本発明の第３の実施例における発電
装置の概念の断面図を示す。この場合の発電装置３００
は実施例１における発電装置１００に較べて発電コイル
の構成が異なる。

【００３９】即ち、図４において、筒状コイル４１はイ
ンサート成形などの手段により筒状コイルの内面側およ
び外面側を樹脂モールドしてなる。樹脂厚さは０．０１
ｍｍ〜０．３ｍｍ程度とした。磁石の外形、蓋体等の構
成は実施例１と同様に実施すればよい。

【００４０】なお、蓋体の表面に外部接続用電極をメッ
キ等の手段により配設するか、または蓋体自体を金属部
材で構成することにより、各種電子機器のプリント配線
基板上に表面実装できる。

【００４１】上記構成の発電装置も発電装置を振動（揺
動）させたり傾けたり、または電子機器に組み込んで人
が持ち運びすることにより発電を可能にする。また、電
子機器に内蔵した乾電池の寿命を延ばす、または乾電池
を不要にする。

【００４２】また、発電装置を振動させたり傾かせたり
する動力は、人力や人の歩行の他に、風力や波動も可能
である。

【００４３】（実施例４）図６は本発明の第４の実施例
におけるリモートコントローラの要部外観斜視図、図７
はリモートコントローラの回路ブロック構成図を示す。

【００４４】図６において、リモートコントローラ１０
１は樹脂成形してなる筐体（キャビネット）内に所定の
電子機器制御回路と、スイッチ接点部と、赤外線発光部
と、電源用二次電池（いずれも図示せず。）と、実施例
１〜３で述べた自己発電装置の内いずれか一つを内蔵し
てなる。

【００４５】また、筐体の外面には太陽電池１０２と各
種制御スイッチ、たとえばスイッチ１０３などを備えて
いる。前記太陽電池１０２は電源用二次電池（バッテ
リ）を充電するものである。

【００４６】上記構成において、リモートコントローラ
を操作したり、手に持って歩く、またはリモートコント
ローラを意識的に揺動させることにより、例えば、前記
発電装置１００が起電力を発生して発電をおこなうこと
になる。

【００４７】発電装置１００で得られた発電出力は図７
に示す整流回路３７によって直流に変換され、二次電池
１３を充電することになる。

【００４８】二次電池１３の充電が終了してもなお整流
回路３７を介して発電出力が供給されると、余剰な過電
流防止回路３９によって放電されることになる。

【００４９】また、電圧制御回路３８に余剰の電圧が加
わった場合においても、余剰の電圧は過電流防止回路３
９によって消耗されるようになっている。

【００５０】そして、リモートコントローラ１０１の制
御回路（図示せず。）は二次電池１３からの電力によっ
て、電圧制御回路３８を介して駆動される。

【００５１】このように本発明のリモートコントローラ
は、操作したり、手に持って歩く、または意識的に揺動
させることにより、自動的に発電できるとともに、二次
電池１３に蓄積された電力がリモートコントローラの駆
動を可能にする。即ち、電源を構成する従来の乾電池を
不要にする。

【００５２】なお、上記発電装置に加えて、太陽電池を
併せて備えた構成としてよいことは言うまでもない。勿
論、従来の乾電池を併設してもよい。

【００５３】図８は本発明の第４の実施例におけるもう
一つの携帯情報端末の要部外観斜視図、図９は携帯情報
端末の回路ブロック構成図を示す。

【００５４】図８において、符号１４１は携帯情報端
末、１４２はディスプレイ部（液晶）、１４３はキーボ
ード、１４４はキャビネットに内蔵した発電装置、１４
５は充電回路部、１４６はバッテリーを示す。

【００５５】この場合の発電装置１４４も実施例１〜３
で述べた発電装置の内いずれか一つで構成してなる。そ
して、携帯情報端末を操作したり、手に持って歩く、ま
たは携帯情報端末を意識的に揺動させることにより、前
記発電装置１４４が起電力を発生して発電をおこなうこ
とになる。

【００５６】なお、実施例１〜３で述べた発電装置を内
蔵してなる電子機器としては、ＰＣ、ＷＰ、電子ブック
等の携帯情報端末の他に、移動体通信など任意の電子機
器としてよいことは言うまでもない。勿論、本発明の発
電装置は電子機器以外の対象物に搭載してよいことは言
うまでもない。例えば、鞄やアタッシュケース等の底部
に配設するようにしてもよい。この場合、発電装置の出
力端子を電子機器に接続可能に構成しておくとよい。

【００５７】このように本発明の電子機器は、振動や傾
きによって自動的に発電できるとともに、二次電池１３
に蓄積された電力が電子機器の駆動を可能にする。即
ち、電源を構成する従来の乾電池を不要にする。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明は、わずかな振動や
傾きによって自己発電が可能である。また、発電装置を
振動させたり傾かせたりする動力は、人力や人の歩行の
他に、風力や波動も可能である。

【００５９】その結果、電子機器の制御回路を駆動する
乾電池の寿命を延ばす、または乾電池を不要にする。ま
た、災害時の使用を可能にする。また、乾電池の使用量
を低減し地球環境保全を図れる。

【００６０】また、蓋体の表面に外部接続電極を配設す
ればプリント配線基板への表面実装を可能にする。さら
には、コイル端末部分をプリント配線基板の取り付け孔
へ挿入実装することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における発電装置の概念
を示す断面図

【図２】図１の発電装置を構成する磁石の概念の平面図

【図３】本発明の第２の実施例における発電装置の概念
を示す断面図

【図４】本発明の第３の実施例における発電装置の概念
を示す断面図

【図５】本発明の第１の実施例における筒状コイルの配
線処理状態の側面図

【図６】本発明の第４の実施例におけるリモートコント
ローラの要部外観斜視図

【図７】図６の回路ブロック構成図

【図８】本発明の第４の実施例における携帯情報端末の
要部外観斜視図

【図９】図８の回路ブロック構成図

【符号の説明】

１、３１、４１、５１ 筒状コイル ２、３２、４２ 磁石 ３、３３、４３ 蓋体 １３、１４６ 二次電池（バッテリー） ３４ ボビン ３７ 整流回路 ３８ 電圧制御回路 ３９ 過電流防止回路 ４４ モールド樹脂 ５１Ａ 端末処理部（配線処理部） １０１ リモートコントローラ（リモコン） １０２ 太陽電池 １０３ スイッチ １００、１４４、２００、３００ 発電装置 １４１ 携帯情報端末 １４２ ディスプレイ部 １４３ キーボード １４５ 充電回路部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状コイル内面上に磁石を転動または摺
   動可能に搭載するとともに、前記筒状コイルの両端を前
   記筒状コイルの端面を塞ぐごとく同一方向に折り曲げ，
   前記磁石が前記筒状コイル外へ飛び出すのを防止すると
   ともに、前記筒状コイル外へ導出してプリント配線基板
   への挿入実装を可能としたことを特徴とする発電装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発電装置を備えたこと
   を特徴とする電子機器。
3. 【請求項３】 電子機器を携帯情報端末または移動体通
   信またはリモートコントローラの内いずれか一つとした
   ことを特徴とする請求項２記載の発電装置。