JP4881508B2 - 圧電素子を用いた発電機 - Google Patents

圧電素子を用いた発電機 Download PDF

Info

Publication number
JP4881508B2
JP4881508B2 JP2001057482A JP2001057482A JP4881508B2 JP 4881508 B2 JP4881508 B2 JP 4881508B2 JP 2001057482 A JP2001057482 A JP 2001057482A JP 2001057482 A JP2001057482 A JP 2001057482A JP 4881508 B2 JP4881508 B2 JP 4881508B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
outer case
generator
impactor
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001057482A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002262584A5 (ja
JP2002262584A (ja
Inventor
篤 高部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leben Hanbai KK
Original Assignee
Leben Hanbai KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leben Hanbai KK filed Critical Leben Hanbai KK
Priority to JP2001057482A priority Critical patent/JP4881508B2/ja
Publication of JP2002262584A publication Critical patent/JP2002262584A/ja
Publication of JP2002262584A5 publication Critical patent/JP2002262584A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4881508B2 publication Critical patent/JP4881508B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/183Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators using impacting bodies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風力、水力から電気エネルギーを取り出すことを可能とする発電機に関し、より詳細には、少ない風力、水力から電力を取り出すことを可能とする小型で簡単な機構の圧電素子を用いた発電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
発電機には大電力から小電力まで一般に電磁誘導型が使用されている。電磁誘導型は小型化が難しく、小型の発電機はブラシを使用するケースが一般的で保守が難しい。最近では太陽電池を用いた発電機や、セラミックにボールを当てる小型発電機等や、風力発電機には風による振動を直接セラミック板に与えて電力を得るものも考えられている。また、セラミックにボールを当てるタイプの発電機では外部から衝撃を与えなければならなかった。しかし、経済的な面等から一般に使用されるには至っていないのが現状である。また、水力発電機としては電磁誘導を利用したものが主である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
風力発電機や水力発電機、及び太陽電池を用いたものは風が少ないとき、水力が少ないとき、太陽光が少ないときに電圧が下がり電力が取り出せない傾向にある。また、水力、風力で小型で簡単な機構で電力を得るものがない。また、携帯したり、自転車等に簡単に取り付け、取り外しできる機構のものがない。
【0004】
【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、本発明の請求項1記載の発電機は、略円筒状の外装ケースと、該外装ケースの内周面に沿って配設した平板状の複数の圧電素子と、圧電素子の両側に配設した突起部と、前記複数の圧電素子の中心に一方側を挿通させて回転する回転軸と、該回転軸の胴周に放射状に基端を夫々植設した弾性細線の先端に夫々固定した球状の複数の衝撃子と、を備え、前記回転軸が回転することにより共に回動する前記衝撃子が前記突起部を乗り上げた後、前記圧電素子を叩き衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機である
【0005】
本発明の請求項2記載の発電機は、略円筒状の外装ケースと、該外装ケースの内周面に沿って放射状に基端を夫々植設した弾性細線の先端に固定した球状の複数の衝撃子と、該複数の衝撃子の中心に一方側を挿通させて回転する回転軸と、該回転軸の胴周に傾斜させて連続する凹凸面に配設した平板状の複数の圧電素子と、を備え、前記回転軸が回転することにより共に回動する前記圧電素子に前記衝撃子が衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機である
【0006】
本発明の請求項3記載の発電機は、前記回転軸の他方側に水力又は風力により回転する回転羽根を配設したことを特徴とする請求項1または2に記載の圧電素子を用いた発電機である。
【0007】
本発明の請求項4記載の発電機は、内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、該一対の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに揺動自在に設けた揺動軸と、該揺動軸に固定して基端を前記外装ケースの外方に延設した基線と、該基線と前記外装ケースの内側とをスプリングで接続すると共に前記基線の先端を中央辺に接続させた細線と、該細線の両端に固定して前記一対の圧電素子の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子と、を備え、前記外装ケースの外方に延設した前記基線に物が接触し前記衝撃子が前記揺動軸を支点に揺動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機である。
【0008】
本発明の請求項5記載の発電機は、内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、該一対の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに回動自在に設けた揺動軸と、該揺動軸に固定して基端を前記外装ケースの外方に延設した基線と、該基線の基端に接続させた羽根と、前記基線と前記外装ケースの内側とをスプリングで接続すると共に前記基線の先端を中央辺に接続させた細線と、該細線の両端に固定して前記一対の圧電素子の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子と、を備え、前記外装ケースの外方に延設した前記基線に接続した前記羽根が水力又は風力により揺動して前記衝撃子が前記揺動軸を支点に揺動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機である。
【0009】
本発明の請求項6記載の発電機は、内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側側面に配設した平板状の複数の圧電素子と、該複数の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに基端を植設した基線と、該基線の先端に揺動自在とするリング部材を介装して基端を接続させた細線と、該細線の先端に固定した衝撃子と、を備え、前記外装ケースが振動又は揺動することにより前記衝撃子が前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機である。
【0010】
本発明の請求項7記載の発電機は、内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側側面に配設した平板状の圧電素子と、前記外装ケースの上方に回動自在に設けた揺動軸と、
該揺動軸に固定した扇形歯車と、該扇形歯車と歯合し回動可能に固定したカムと、該カムと当接する突起部を先端に設けスプリングを介装したスライド軸と、該スライド軸の基端に固定した衝撃子と、前記扇形歯車に接続させ前記外装ケースの外方に細線を介設した羽根と、備え、前記羽根が水力又は風力により振動又は揺動して前記扇形歯車が前記揺動軸を支点に揺動し前記カムを介してスライド軸をスライドさせることにより前記衝撃子が前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機である。
【0011】
本発明の請求項8記載の発電機は、内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側上下面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、該一対の圧電素子の間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子と、前記外装ケースに細線を介設した羽根と、前記外装ケースの下方に配設した弾性を有する薄板状の外装ケース支持部と、を備え、前記羽根が水力又は風力により振動又は揺動して前記衝撃子が遊動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機である。
【0012】
本発明の請求項9記載の発電機は、内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側に配設した平板状の圧電素子と、該圧電素子の間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子と、前記外装ケースの下面に突設した先端を半球状に形成した作動子と、該作動子に当接する多角状の振動子と、該振動子を貫通させた回転軸と、を備え、前記回転軸が前記振動子と共に回転して前記作動子に振動を与え前記衝撃子が遊動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機である。
【0013】
本発明の請求項10記載の発電機は、前記外装ケースの下方を弾性を有する薄板状の外装ケース支持部に固定したことを特徴とする請求項4から7のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機。
【0014】
本発明の請求項11記載の発電機は、前記圧電素子に電気的に接続させたLEDと、該LEDを制御する制御回路と、を前記外装ケースに装着したことを特徴とする請求項4から10のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態に係る発電機は、図1のように外装ケース内に複数の圧電素子1を円周状に配し、該圧電素子1周辺に該圧電素子1を叩くハンマー状の衝撃子を該圧電素子1の内側に配し、回転軸3から回転を得、回転軸上に配した衝撃子を外側に配した圧電素子1に次々に当てて電気を起こすものである。
【0016】
図2に示すように回転軸3が回転すると図2(a)のようにスプリング性を持たせた衝撃子が突起部4を乗り上げ図2(b)のように圧電素子1を叩き、さらに回転軸3の回転により図2(c)のように次の突起部4にかかる。このように回転軸3の回転により次々に突起部4を乗り上げ、乗り上げた反動で圧電素子1を叩き、発電するものである。
【0017】
また、図3に示すように複数の圧電素子1を円周状に配し、該圧電素子1周辺に該圧電素子1を叩くハンマー状の衝撃子2を該圧電素子1の外側に配し、回転軸3から得た回転を回転軸上に配した圧電素子1を外側に配した衝撃子2に次々に当てて電気を起こすものである。
【0018】
図4に示すように回転軸3の回転で図4(a)のようにスプリング性を持たせた衝撃子2が圧電素子1の山部の突起部を経て図4(b)、(c)のように次の圧電素子1を叩き発電するものである。
【0019】
図13、図14に示すように、外装ケース内面に圧電素子1を配し、内部に衝撃子2を配したもので回転軸3から得た回転で外装ケースを回転させるものであり、回転により内部の衝撃子2が圧電素子1に衝突して発電するものである。また、ここでは外装ケースは六角形であるが、四角形でも五角形でも回転させることで衝撃子2と圧電素子1が当たる形状であればよい。
【0020】
本発明の第二の実施の形態に係る発電機は、図12のように、外装ケース内面に圧電素子1を配し、内部に衝撃子2を配したもので、振動を与えることで衝撃子2が圧電素子1に当たり発電を行うものであり、この発電機を水力、風力で得た回転力を利用して、回転軸3に備えた六角形の振動子12により外装ケースに振動を与えて発電するものである。また、図には示さないが振動子に外装ケースを押さえつけるスプリングを備えてもよい。さらに、ここでは振動子は六角形であるが、四角形でも星型でも、回転することにより外装ケースに振動を与える形状であればよい。
【0021】
本発明の第三の実施の形態に係る水力、風力発電機は、図1のように複数の圧電素子1を円周状に配し、該圧電素子1周辺に該圧電素子1を叩くハンマー状の衝撃子2を該圧電素子1の内側に配し、図5、6に示すように、水力、風力により回転羽根5から得られた回転力を利用し、回転軸3を回転させ、回転軸上に配した衝撃子2を外側に配した圧電素子1に次々に当てて電気を起こすものである。
【0022】
また、図3に示すように、複数の圧電素子1を円周状に配し、該圧電素子1周辺に該圧電素子1を叩くハンマー状の衝撃子2を該圧電素子1の外側に配し、図5、6に示すように、水力、風力により回転羽根5から得られた回転力を利用し、回転軸3を回転させ、回転軸上に配した圧電素子1を外側に配した衝撃子2に次々に当てて電気を起こすものである。
【0023】
また、図13、図14に示すように、外装ケース内面に圧電素子1を配し、内部に衝撃子2を配したもので、図5、6に示すように、水力、風力により回転羽根5から得られた回転力を利用し、外装ケースを回転させるものであり、回転により内部の衝撃子2が圧電素子1に衝突して発電するものである。
【0024】
回転羽根5の形状は特に問わず、プロペラ状や水車状の形式でもよい。また、水平軸型でも、垂直軸型を傘歯歯車等で水平軸に変換してもよい。
【0025】
本発明の第四の実施の形態に係る発電機は、図7のように外装ケース内に圧電素子1と該圧電素子1を叩くハンマー状の衝撃子2を両端に配した細線2aと該細線の中心付近に接続され、その一端回転中心2cを形成する基線2bと、を備える該基線2bは外装ケースに装着され、揺動、振動により回転中心2cを基点に先端が揺動、振動し、先端のハンマー部が圧電素子1を叩くことにより電気を起こす発電機である。
【0026】
また、図8のように、基線2bの一端を外部に出し、片側にスプリング7を配し、外部の一端を、例えば指や自転車の車輪のスポーク等に連続的にあてることにより、一方方向に押された衝撃と、解放時のスプリング7の戻りにより圧電素子1を叩き発電するものである。
【0027】
本発明の第五の実施の形態に係る発電機は、図9のように基線2bの一端を外部に出し、先端に羽根をつけ、羽根とハンマー状の衝撃子2との間に回転中心2cを備えることにより、風や水流の力で押され図9(a)から図9(b)、(c)に至り、図9(a)に戻る矢視方向1から5の動きを繰り返し、内部の衝撃子2を圧電素子1にぶつけ発電するものである。ここでの衝撃子2は両端に2個配しているが1個でも複数個でも、並列に設けてもよい。
【0028】
図10は外装ケースの内面と圧電素子1の間に緩衝材15を挟んで圧電素子1を配し、内部に球状の衝撃子2を配したもので、衝撃子2は鋼球やセラミック球状のもので、羽根に風、水流等が当たり揺動、振動をおこすものであり、揺動、振動により、内部の衝撃子2が圧電素子1に衝突し発電するものである。衝撃子2は複数でもよく、複数セットを並べてもよい。
【0029】
図11は軸の一端を外部に出し、先端に羽根をつけ、他の一端には回転中心2cに配した扇型歯車11をつけている。扇型歯車11からカム10へ回転が伝えられ、カム10の回転によりスライド軸9に取りつけられた衝撃子2がカム10のツメにより図11(a)のように左側に引かれ、カム10のツメの解放により図11(b)ように右側にスプリング7の力により移動し、外装ケース内面に備えた圧電素子1を叩くことで発電するものである。
【0030】
図9、図10、図11での外装ケース支持部はスプリング性を持たせることにより、風等の力で揺動後も反動で揺動を繰り返すことを狙ったものである。ここでの羽根は1枚であるが、枚数形状、取付位置等は問わない。また、図示はしないが各羽根のバランスを変えた回転変位する回転羽根5により揺動、振動を発生させても良い。
【0031】
本発明の第六の実施の形態に係る発電機は、図15のように、外装ケース内面に圧電素子1を配し、外装ケース内部に衝撃子2を配し、LEDとLED制御回路を外装ケースと一体化させたもので、衝撃子2は風鈴のように全方向動けるように外装ケース内部に配しており、圧電素子1は衝撃子2の可動範囲である外装ケース内面に貼り付けたものであり、制御回路には電圧、電流制御回路やコンデンサによる平滑化を計る回路等を用いる。この発電機は、発電機本体が揺れて、衝撃子2が圧電素子1を叩くことにより電気を起こし、発電機に備えられたLED13を点灯させるものである。ここで、衝撃子2の取付方法はリング14にて全方向動けるようにしているが、その他にもピロボールや糸等のように全方向に動けるような取り付けの仕方であればよい。
【0032】
図16は、外装ケース内に圧電素子1と該圧電素子1を叩くハンマー状の衝撃子2を配し、LEDを外装ケースと一体化させたもので、衝撃子2の一端は回転軸3を形成して外装ケースに装着され、この発電機は、発電機本体が揺れることにより衝撃子2が圧電素子1を叩くことにより電気を起こし、発電機に備えられたLED13を点灯させるものである。
【0033】
首輪、またはイヤリング等のアクセサリー、または木やひも等にぶら下げ、鳥、猫等の小動物よけとして使用するもので、発電機の取り付け手段としてはリング、マジックテープ(登録商標)、ネジ、糸等の発電機の揺動を邪魔しないものであればよい。
【0034】
図17は、圧電素子1に発生する電圧を計測したグラフである。これは、圧電素子1に最初の衝撃に伴って衝撃電圧が瞬間的に発生する。その後には繰り返し振れによる減衰振動が得られるので、振動毎に圧電素子1に繰り返し歪みが生じて継続的な電圧が出力される。
【0035】
圧電素子1と衝撃子2がぶつかるときに衝撃音が発生するため、周囲を防音材で囲む等が必要なこともある。また、反対に稼働音としての利用や自転車などにつけて存在感を示す音としての利用もある。電力波形は衝撃時にピーク電力が発生するため、コンデンサーや充電器に蓄積することにより安定的な電力が得やすい。発生した電力により駆動する機器に対応し、電流制限、電圧制限等の回路を入れることも必要である。
【0036】
上記、第一から第五の実施の形態での圧電素子はセラミック、水晶、ロッシェル塩等の圧電素子を示し、磁石とコイルを使用した衝撃型の発電体等でもよい。また、薄膜を積層した圧電素子等でもよい。
【0037】
圧電素子に衝撃子を当てたとき、圧電素子は固有振動を起こし、図17に示すような固有振動数に近い交流電圧を発生する。このため、発電機には整流回路や高電圧部を吸収したり、電圧の上昇を平滑化するためにコンデンサーを用いると比較的安定した電圧が得られる。また、固有振動数に近い発電を維持するためには、固有振動数を維持することが有用である。このため、圧電素子が宙に浮いている状態や、圧電素子を緩衝材等で保持する構造にすると良い。また、衝撃子も圧電素子に当たったあとに反動で離れる構造とするのが望ましい。
【0038】
【発明の効果】
本発明の第一及び二の実施の形態に係る発電機は自転車やローラースケート等の回転軸等から回転力を得る等により、小型であり負荷が少なく小電力であるがLEDを発光させたり、音を出したりし、周辺、後方等に存在を知らせたりするための器具の電力を得ることができる。
【0039】
本発明の第三の実施の形態に係る発電機は水力、風力により小電力を得る発電機であり、機構が簡単で壊れにくく保守が簡単であるので街路灯や、道路標識灯の補助充電用等としての利用等があげられる。
【0040】
本発明の第四の実施の形態に係る発電機は人体や自転車、鞄、ランドセル、傘、靴、服、帽子等をはじめ、揺動、振動するものや揺動、振動する部分に取付、発電するもので、簡単に取付、取り外しが可能であり、LED発光や音声、携帯電話の充電用として利用したりするものであり、コンデンサー等を含む充電器と組み合わせたりすることにより揺動、振動がないときでも電力が得られる。
【0041】
本発明の第五の実施の形態に係る発電機は第四の実施の形態に係る発電機を水力、風力による揺動、振動で発電するもので、街路灯の充電用からLED等を接続し、水力、風力によるイルミネーション等に効果的である。また、道路側面に設け、車による風圧で道路の標識、ガード標識等の補助充電用としても便利である。本発明の発電機は衝撃力を基本にしているため、外部動力である水力、風力が弱い場合でも衝撃力は比較的同じように得られ、衝撃回数は減り、電力は減るが、電圧は比較的安定して得られることが特徴である。このためコンデンサーや充電器への充電は比較的しやすい。また、直接LED等を点滅させる場合でも、安定した光量が得られる。また、圧電素子にセラミックを使用することにより丈夫になる。
【0042】
本発明の第五の実施の形態に係る発電機は第四の実施の形態に係る発電機にLEDを備え付けたもので、人のアクセサリー、または動物の首輪等に取りつけるものであり、人、または動物が移動するときの揺動、振動を利用して発電するものである。電池等の外部からの電気を必要とせずにアクセサリー、首輪を光らせることができ、夜間においては視認性が向上され交通事故に遭う危険性が少なくなる。
【0043】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回転軸上の衝撃子で圧電素子を叩く発電方法の一例である。
【図2】本発明に係る回転軸上の衝撃子が圧電素子を叩く方法の一例である。
【図3】本発明に係る回転軸上の圧電素子を衝撃子が叩く発電方法の一例である。
【図4】本発明に係る回転軸上の圧電素子を衝撃子が叩く方法の一例である。
【図5】本発明に係るプロペラ状の回転羽根の一例である。
【図6】本発明に係る水車状の回転羽根の一例である。
【図7】本発明に係る一端が回転軸に固定されたハンマー状の衝撃子が圧電素子を叩く発電方法の一例である。
【図8】本発明に係る一端が回転軸に固定されたハンマー状の衝撃子の軸の一端にスプリングを配した発電方法の一例である。
【図9】本発明に係る羽根の動きに連動するハンマー状の衝撃子により圧電素子を叩く発電方法の一例である。
【図10】本発明に係る羽根の動きに連動する外装ケースの内面に球状の衝撃子を備えて外装ケース内面に貼り付けられた圧電素子を叩く発電方法の一例である。
【図11】本発明に係る羽根の動きに連動するギヤ、カム機構により衝撃子が圧電素子を叩く発電方法の一例である。
【図12】本発明に係る回転軸に備えた振動子で振動させることで衝撃子が圧電素子を叩く発電方法の一例である。
【図13】本発明に係る回転軸に備えた回転する外装ケース内部に圧電素子を配し、外装ケース内部に備えた衝撃子により圧電素子を叩く発電方法の一例である。
【図14】本発明に係る回転軸に備えた回転する外装ケース内部に圧電素子を配し、外装ケース内部に備えた衝撃子により圧電素子を叩く発電方法の断面図である。
【図15】本発明に係る発電機にLEDと制御回路を一体化した、一端が回転軸に固定されたハンマー状の衝撃子が圧電素子を叩く発電方法の一例である。
【図16】本発明に係る発電機にLEDと制御回路を一体化した、一端が回転軸に固定されたハンマー状の衝撃子が圧電素子を叩く発電方法の一例である。
【図17】本発明に係る圧電素子に発生する電圧を計測したグラフの一例である。
【符号の説明】
1…圧電素子
2…衝撃子
2a…細線
2b…基線
2c…回転中心
3…回転軸
4…突起部
5…回転羽根
6…衝突物
7…スプリング
8…羽根
9…スライド軸
10…カム
11…扇型歯車
12…振動子
13…LED
14…リング
15…緩衝材
16…制御回路

Claims (11)

  1. 略円筒状の外装ケースと、
    該外装ケースの内周面に沿って配設した平板状の複数の圧電素子と、
    圧電素子の両側に配設した突起部と、
    前記複数の圧電素子の中心に一方側を挿通させて回転する回転軸と、
    該回転軸の胴周に放射状に基端を夫々植設した弾性細線の先端に夫々固定した球状の複数の衝撃子と、を備え、
    前記回転軸が回転することにより共に回動する前記衝撃子が前記突起部を乗り上げた後、前記圧電素子を叩き衝撃を与え発電すること
    を特徴とする圧電素子を用いた発電機。
  2. 略円筒状の外装ケースと、
    該外装ケースの内周面に沿って放射状に基端を夫々植設した弾性細線の先端に固定した球状の複数の衝撃子と、
    該複数の衝撃子の中心に一方側を挿通させて回転する回転軸と、
    該回転軸の胴周に傾斜させて連続する凹凸面に配設した平板状の複数の圧電素子と、を備え、
    前記回転軸が回転することにより共に回動する前記圧電素子に前記衝撃子が衝撃を与え発電すること
    を特徴とする圧電素子を用いた発電機。
  3. 前記回転軸の他方側に水力又は風力により回転する回転羽根を配設したこと
    を特徴とする請求項1または2に記載の圧電素子を用いた発電機。
  4. 内側が函状の外装ケースと、
    該外装ケースの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、
    該一対の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに揺動自在に設けた揺動軸と、
    該揺動軸に固定して基端を前記外装ケースの外方に延設した基線と、
    該基線と前記外装ケースの内側とをスプリングで接続すると共に前記基線の先端を中央辺に接続させた細線と、
    該細線の両端に固定して前記一対の圧電素子の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子と、を備え、
    前記外装ケースの外方に延設した前記基線に物が接触し前記衝撃子が前記揺動軸を支点に揺動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電すること
    を特徴とする圧電素子を用いた発電機。
  5. 内側が函状の外装ケースと、
    該外装ケースの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、
    該一対の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに回動自在に設けた揺動軸と、
    該揺動軸に固定して基端を前記外装ケースの外方に延設した基線と、
    該基線の基端に接続させた羽根と、
    記基線と前記外装ケースの内側とをスプリングで接続すると共に前記基線の先端を中央辺に接続させた細線と、
    該細線の両端に固定して前記一対の圧電素子の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子と、を備え、
    前記外装ケースの外方に延設した前記基線に接続した前記羽根が水力又は風力により揺動して前記衝撃子が前記揺動軸を支点に揺動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電すること
    を特徴とする圧電素子を用いた発電機。
  6. 内側が函状の外装ケースと、
    該外装ケースの内側側面に配設した平板状の複数の圧電素子と、
    該複数の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに基端を植設した基線と、
    該基線の先端に揺動自在とするリング部材を介装して基端を接続させた細線と、
    該細線の先端に固定した衝撃子と、を備え、
    前記外装ケースが振動又は揺動することにより前記衝撃子が前記圧電素子に衝撃を与え発電すること
    を特徴とする圧電素子を用いた発電機。
  7. 内側が函状の外装ケースと、
    該外装ケースの内側側面に配設した平板状の圧電素子と、
    前記外装ケースの上方に回動自在に設けた揺動軸と、
    該揺動軸に固定した扇形歯車と、
    該扇形歯車と歯合し回動可能に固定したカムと、
    該カムと当接する突起部を先端に設けスプリングを介装したスライド軸と、
    該スライド軸の基端に固定した衝撃子と、
    前記扇形歯車に接続させ前記外装ケースの外方に細線を介設した羽根と、備え、
    前記羽根が水力又は風力により振動又は揺動して前記扇形歯車が前記揺動軸を支点に揺動し前記カムを介してスライド軸をスライドさせることにより前記衝撃子が前記圧電素子に衝撃を与え発電すること
    を特徴とする圧電素子を用いた発電機。
  8. 内側が函状の外装ケースと、
    該外装ケースの内側上下面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、
    該一対の圧電素子の間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子と、
    前記外装ケースに細線を介設した羽根と、
    前記外装ケースの下方に配設した弾性を有する薄板状の外装ケース支持部と、を備え、
    前記羽根が水力又は風力により振動又は揺動して前記衝撃子が遊動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電すること
    を特徴とする圧電素子を用いた発電機。
  9. 内側が函状の外装ケースと、
    該外装ケースの内側に配設した平板状の圧電素子と、
    該圧電素子の間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子と、
    前記外装ケースの下面に突設した先端を半球状に形成した作動子と、
    該作動子に当接する多角状の振動子と、
    該振動子を貫通させた回転軸と、を備え、
    前記回転軸が前記振動子と共に回転して前記作動子に振動を与え前記衝撃子が遊動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電すること
    を特徴とする圧電素子を用いた発電機。
  10. 前記外装ケースの下方を弾性を有する薄板状の外装ケース支持部に固定したこと
    を特徴とする請求項4から7のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機。
  11. 前記圧電素子に電気的に接続させたLEDと、
    該LEDを制御する制御回路と、を前記外装ケースに装着したこと
    を特徴とする請求項4から10のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機。
JP2001057482A 2001-03-01 2001-03-01 圧電素子を用いた発電機 Expired - Fee Related JP4881508B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001057482A JP4881508B2 (ja) 2001-03-01 2001-03-01 圧電素子を用いた発電機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001057482A JP4881508B2 (ja) 2001-03-01 2001-03-01 圧電素子を用いた発電機

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2002262584A JP2002262584A (ja) 2002-09-13
JP2002262584A5 JP2002262584A5 (ja) 2008-04-10
JP4881508B2 true JP4881508B2 (ja) 2012-02-22

Family

ID=18917349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001057482A Expired - Fee Related JP4881508B2 (ja) 2001-03-01 2001-03-01 圧電素子を用いた発電機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4881508B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150256107A1 (en) * 2012-09-25 2015-09-10 Sang-Cheol Bae Piezoelectric element for power generation and power generation device using same
CN109914878A (zh) * 2019-03-28 2019-06-21 浙江工业大学 基于压电效应和电磁感应的无电式商场智能停车场
KR20220134862A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 한국세라믹기술원 지레 타입의 풍력을 이용한 압전 발전 구조체

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003209980A (ja) * 2001-11-12 2003-07-25 Jigyo Sozo Kenkyusho:Kk 振動型発電装置
JP2005352298A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Hito Express Kk 発光標識装置
US7239066B2 (en) * 2004-06-17 2007-07-03 Par Technologies, Llc Piezoelectric generators and methods of operating same
WO2006109362A1 (ja) * 2005-04-11 2006-10-19 Taiheiyo Cement Corporation 風力発電装置および風力発電システム
JP5133106B2 (ja) * 2008-03-26 2013-01-30 国立大学法人埼玉大学 発電装置及び発光ブイ
KR101009370B1 (ko) * 2008-09-30 2011-01-19 한국기계연구원 풍력을 이용한 압전 발전기
WO2010085690A2 (en) * 2009-01-22 2010-07-29 Qortek, Inc. Method and system for fluid wave energy conversion
ITBA20090043A1 (it) * 2009-10-28 2011-04-29 Gregorio Nicola Di "microgeneratore eolico"
DE102010019739A1 (de) * 2009-12-07 2011-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Überlastgeschützter piezoelektrischer Energiewandler
US8941288B2 (en) 2010-01-21 2015-01-27 Pioneer Corporation Power generating apparatus and power generating method
WO2011105642A1 (ko) * 2010-02-25 2011-09-01 (주)사람과 환경 압전 바이몰프를 이용한 압전 발전기용 유니트
JP5462755B2 (ja) * 2010-09-25 2014-04-02 輝雄 早津 発電装置及び自動車
US8525390B2 (en) 2010-10-12 2013-09-03 Sheer Wind, Inc. Fluid power generation system having a generator with an electrical-charge-producing material
JP5801628B2 (ja) * 2011-07-05 2015-10-28 株式会社ハタノ製作所 浴槽用給湯口アダプター
JP5801630B2 (ja) * 2011-07-05 2015-10-28 株式会社ハタノ製作所 浴槽用給湯口アダプターおよびそのカバー部材
JP5801629B2 (ja) * 2011-07-05 2015-10-28 株式会社ハタノ製作所 浴槽用給湯口アダプター
KR101311390B1 (ko) * 2011-11-02 2013-09-25 한국세라믹기술원 자연 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 압전 에너지 하베스팅 장치 및 방법
ITPN20110083A1 (it) * 2011-12-23 2013-06-24 Clame Tech S N C Dispositivo generatore di corrente elettrica attraverso la deformazione meccanica di un elemento piezoelettrico e struttura formata da una pluralita' di tali dispositivi
KR101322802B1 (ko) * 2012-01-27 2013-10-29 한국세라믹기술원 유수흐름을 전기 에너지로 변환하기 위한 압전 에너지 하베스팅 장치
KR101346753B1 (ko) * 2012-07-31 2013-12-31 주식회사 에이엠씨에너지 압전 하베스팅 시스템
US9294013B2 (en) 2012-09-06 2016-03-22 Sheer Wind, Inc. Buildings with wind-energy-conversion systems
KR101562788B1 (ko) * 2014-02-27 2015-10-23 가톨릭관동대학교산학협력단 풍력 발전기
JP6199212B2 (ja) * 2014-03-14 2017-09-20 株式会社シマダ 羽根車、遮断部材、発電装置及び電気製品
US10069441B2 (en) * 2015-10-21 2018-09-04 Analog Devices, Inc. Electric energy scavenger device
KR101748071B1 (ko) * 2016-02-19 2017-06-27 건국대학교 산학협력단 압전소자를 구비한 동조질량감쇠장치
CN107370415B (zh) * 2017-08-17 2023-06-16 浙江师范大学 一种宽带悬垂俘能器
CN107332466B (zh) * 2017-08-17 2023-06-27 浙江师范大学 一种多振子压电风能捕获器
CN107395059B (zh) * 2017-08-17 2023-10-13 浙江师范大学 一种风力致振俘能器
CN108361143B (zh) * 2018-01-25 2020-07-28 浙江海洋大学 海岛压力能搜集装置
KR101999064B1 (ko) * 2018-06-08 2019-07-10 최준호 포터블 발전장치
KR102039312B1 (ko) * 2018-06-08 2019-11-27 최준호 하이브리드 발전장치
KR101999063B1 (ko) * 2018-06-08 2019-10-01 최준호 부유식 발전장치
CN109113936B (zh) * 2018-10-09 2023-10-27 西南交通大学 一种隧道活塞风发电装置
CN109899260B (zh) * 2019-03-28 2021-06-01 浙江工业大学 基于压电效应和电磁感应的商场停车场发电装置
WO2020246619A1 (ja) * 2019-06-03 2020-12-10 西風技研株式会社 発電システムおよび振動発電装置
KR102136490B1 (ko) * 2019-07-10 2020-07-21 이순선 해수력 발전 장치
CN110397555B (zh) * 2019-08-16 2024-07-12 桂林电子科技大学 一种矿洞内风力发电通信装置
CN111577548A (zh) * 2020-05-18 2020-08-25 湖州海明机械科技有限公司 一种港口发电装置
CN112127298B (zh) * 2020-09-15 2021-07-13 绍兴市森辉机械有限公司 一种风能利用型隔离栏
CN112196730A (zh) * 2020-10-04 2021-01-08 长春工业大学 一种基于风能的发电装置
KR102403556B1 (ko) * 2020-12-10 2022-05-30 윤형도 압전소자를 이용한 풍력발전시스템
CN112590661B (zh) * 2020-12-14 2023-05-26 湖北凯力专用汽车有限公司 一种汽车追尾事故预防装置
KR102542155B1 (ko) * 2020-12-22 2023-06-12 배상철 타전소자 및 이를 이용하는 타전 발전장치
CN112855416B (zh) * 2021-02-03 2022-01-21 中山大学 一种基于压电材料的波浪能发电装置
CN116123034B (zh) * 2023-01-03 2024-03-08 西安热工研究院有限公司 风力发电装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6034110B2 (ja) * 1979-07-03 1985-08-07 株式会社日立製作所 磁気ブラシ現像装置
JPH0360608U (ja) * 1989-10-18 1991-06-14
JP2508959Y2 (ja) * 1989-11-15 1996-08-28 エナジーサポート株式会社 地上設置型開閉器における底板のパッキン
JPH0564418A (ja) * 1991-08-28 1993-03-12 Sony Corp 発電装置
JP3448118B2 (ja) * 1994-11-08 2003-09-16 東洋化工株式会社 発電装置
JPH10229684A (ja) * 1997-02-14 1998-08-25 Seiko Epson Corp 圧電発電装置および携帯機器
JPH11330582A (ja) * 1998-05-14 1999-11-30 Murata Mfg Co Ltd 発電装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150256107A1 (en) * 2012-09-25 2015-09-10 Sang-Cheol Bae Piezoelectric element for power generation and power generation device using same
US9882512B2 (en) * 2012-09-25 2018-01-30 Sang-Cheol Bae Piezoelectric element for power generation and power generation device using same
CN109914878A (zh) * 2019-03-28 2019-06-21 浙江工业大学 基于压电效应和电磁感应的无电式商场智能停车场
KR20220134862A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 한국세라믹기술원 지레 타입의 풍력을 이용한 압전 발전 구조체
KR102549439B1 (ko) * 2021-03-29 2023-06-29 한국세라믹기술원 지레 타입의 풍력을 이용한 압전 발전 구조체

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002262584A (ja) 2002-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4881508B2 (ja) 圧電素子を用いた発電機
WO2005008805A3 (en) Apparatus and method for generating electrical energy from motion
CN203654673U (zh) 一种压电式发电地板
KR101064692B1 (ko) 풍력을 이용한 압전 발전기
CN108045181A (zh) 轮胎内自由运动的无电池汽车胎压监测发射器
CN111103052A (zh) 一种基于摩擦纳米发电机与电磁感应的三维振动传感器
KR101579314B1 (ko) 자가 발전장치
KR102103083B1 (ko) 압전 효과를 이용한 풍력 발전 장치 및 이를 구비한 델리네이터
KR20180019459A (ko) 마찰전기를 이용한 전기자동차 발전시스템
JPH08140369A (ja) 発電装置
JP2022099253A (ja) 鞭電素子及びこれを利用する鞭電発電装置
JP2004282915A (ja) 圧電式発電装置、発光装置および視線誘導灯
JPH11253071A (ja) 発電装置およびこれを利用したルアー
CN210780390U (zh) 能量收集装置及可穿戴电子设备
JP3711562B2 (ja) 発電装置および携帯型機器
CN202184066U (zh) 一种带有小风扇的新型人力发电式电蚊拍
JP2003061369A (ja) 圧電発電ユニット
JPH0564418A (ja) 発電装置
CN111555660B (zh) 一种蒲公英状压电振动能量收集装置
CN211425647U (zh) 一种基于摩擦纳米发电机与电磁感应的三维振动传感器
JPS6013464A (ja) 発電装置
CN108244076A (zh) 电蚊拍风扇
KR200290611Y1 (ko) 소리를 이용한 까치퇴치기
JP2002005948A (ja) 電子式風見鶏
JP3244878U (ja) 遊び方が多様な飛行玩具

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070903

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070907

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071204

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080222

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110218

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110415

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20110415

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111108

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4881508

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141209

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees