JP5504830B2 - Windows with power generation function - Google Patents

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Description

本発明は、圧電素子を利用した発電技術に関し、特に、窓の振動を利用して発電を行う技術に関する。本発明は、実用上、パチンコ遊技機の遊技面に設けられた窓や車両壁面に設けられた窓に適用すると効果的である。   The present invention relates to a power generation technique using a piezoelectric element, and more particularly to a technique for generating power using vibration of a window. The present invention is practically effective when applied to a window provided on a game surface of a pachinko gaming machine or a window provided on a vehicle wall surface.

地球温暖化の防止や環境保護の見地から、石油に代わるエネルギー源への転換が急務となってきている。発電の分野では、地熱発電、風力発電、波力発電、太陽光発電などが脚光を浴びているが、圧電素子を用いた発電技術の研究もなされている。圧電素子は、機械的な変形が加わると電荷を発生させる素子であり、様々な力学的なエネルギーを電気エネルギーに変換する素子として、発電分野においても注目されつつある。圧電素子単体の発電量は比較的小さいが、日常生活の随所で見られる力学的な現象を発電に利用できる点において優れている。   From the standpoint of preventing global warming and protecting the environment, switching to an energy source that replaces oil has become an urgent task. In the field of power generation, geothermal power generation, wind power generation, wave power generation, solar power generation, etc. are in the spotlight, but research on power generation technology using piezoelectric elements is also being made. Piezoelectric elements are elements that generate an electric charge when mechanical deformation is applied, and are attracting attention in the power generation field as elements that convert various mechanical energy into electric energy. Although the power generation amount of a single piezoelectric element is relatively small, it is excellent in that a dynamic phenomenon seen everywhere in daily life can be used for power generation.

たとえば、下記の特許文献1には、複数の圧電素子を積層構造にして、外力の作用によって同時に撓みが生じるようにし、発電量を増加させる技術が開示されている。また、特許文献2には、回転運動を往復運動に変換する機構を導入することにより、身近に存在する回転エネルギーを電気エネルギーとして取り出す技術が提案されており、特許文献3には、回転運動を板ばねの振動に変換して電気エネルギーを取り出す技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 below discloses a technique in which a plurality of piezoelectric elements are formed in a laminated structure so that bending is caused simultaneously by the action of an external force to increase the amount of power generation. Patent Document 2 proposes a technique for extracting rotational energy existing in the vicinity as electric energy by introducing a mechanism that converts rotational motion into reciprocating motion. Patent Literature 3 discloses rotational motion. A technique for extracting electric energy by converting it into vibration of a leaf spring is disclosed.

一方、このような圧電素子を利用した発電装置を、ごく一般的な日常生活で利用するための具体的な方法についても、様々な提案がなされている。たとえば、下記の特許文献4には、床に設置する踏み板に圧電素子を組み込み、人間の歩行行為に基づいて発電を行うことができる装置が開示されている。また、特許文献5には、自動車のタイヤの回転エネルギーを圧電素子に供給し、自動車の走行時に発電を行う技術が提案されており、特許文献6には、受風板を圧電素子に取り付け、風力エネルギーを圧電素子に供給し、風力発電を行う技術が提案されている。   On the other hand, various proposals have also been made regarding specific methods for using such a power generation device using a piezoelectric element in a very general daily life. For example, Patent Document 4 below discloses a device that can incorporate a piezoelectric element into a footboard installed on a floor and generate electric power based on a human walking action. Patent Document 5 proposes a technology for supplying rotational energy of a tire of an automobile to a piezoelectric element and generating electric power during traveling of the automobile. Patent Document 6 attaches a wind receiving plate to the piezoelectric element. A technique for supplying wind energy to a piezoelectric element to generate wind power has been proposed.

特開2008−311529号公報JP 2008-311529 A 特開2008−295275号公報JP 2008-295275 A 特開2009−106104号公報JP 2009-106104 A 特開2008−258343号公報JP 2008-258343 A 特開2006−54956号公報JP 2006-54956 A 特開2008−180118号公報JP 2008-180118 A

上述したように、日常生活で身近に利用できる力学的エネルギーを圧電素子に供給して発電を行う新技術は、様々な形態のものが提案されている。しかしながら、これらの技術では、いずれも力学的エネルギーを圧電素子に供給するための専用の機械的な構造体が必要になるため、導入コストが高騰するという問題がある。また、そのような機械的な構造体を設置するためのスペースも必要になる。   As described above, various forms of new technology for generating electric power by supplying mechanical energy that can be used in daily life to the piezoelectric element have been proposed. However, both of these techniques have a problem that the introduction cost increases because a dedicated mechanical structure for supplying mechanical energy to the piezoelectric element is required. In addition, a space for installing such a mechanical structure is also required.

たとえば、前掲の特許文献4に記載した技術では、踏み板式の構造体を歩行路に設置する必要があり、前掲の特許文献5に記載した技術では、タイヤの近傍に回転エネルギーを圧力変動に変換する構造体を取り付ける必要があり、前掲の特許文献6に記載した技術では、十分な面積をもった受風板を有する構造体を設置する必要がある。いずれの場合も、余分なコストと余分な設置スペースが必要になる。   For example, in the technique described in the above-mentioned Patent Document 4, it is necessary to install a tread-type structure on a walking path. In the technique described in the above-mentioned Patent Document 5, rotational energy is converted into pressure fluctuation in the vicinity of the tire. It is necessary to attach a structure to be mounted, and in the technique described in Patent Document 6 described above, it is necessary to install a structure having a wind receiving plate having a sufficient area. In either case, extra cost and extra installation space are required.

そこで本発明は、より低コスト、より省スペースで導入することが可能な圧電素子を利用した発電設備を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a power generation facility using a piezoelectric element that can be introduced at a lower cost and with a smaller space.

(1) 本発明の第1の態様は、板状の窓材と、この窓材の周囲を支持する枠材と、窓材と枠材との間に配置された圧電素子と、この圧電素子で発生した電荷を取り出す回路と、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置と、によって発電機能を有する窓を構成し、
圧電素子として、厚み方向に対して圧力変動が生じると、厚み方向に分極現象が生じる分極処理が施された板状の圧電素子であって、かつ、表面に凹凸構造を有する板状形状をなす素子を用いるようにしたものである。
(1) A first aspect of the present invention is a plate-shaped window member, a frame member that supports the periphery of the window member, a piezoelectric element disposed between the window member and the frame member, and the piezoelectric element A window having a power generation function is configured by a circuit for taking out the electric charge generated in the battery and a power storage device for accumulating the taken out electric charge,
As a piezoelectric element, it is a plate-like piezoelectric element that has been subjected to polarization treatment that causes a polarization phenomenon in the thickness direction when pressure fluctuation occurs in the thickness direction, and has a plate-like shape that has a concavo-convex structure on the surface. An element is used.

(2) 本発明の第2の態様は、板状の窓材と、この窓材の周囲を支持する枠材と、窓材と枠材との間に配置された圧電素子と、この圧電素子で発生した電荷を取り出す回路と、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置と、によって発電機能を有する窓を構成し、
複数n枚の板状の圧電素子を支持シート上に貼着し、これらn枚の圧電素子を直列接続してなる圧電素子ユニットを構成し、この圧電素子ユニットを窓材と枠材との間に配置するようにしたものである。
(2) According to a second aspect of the present invention, there is provided a plate-like window member, a frame member supporting the periphery of the window member, a piezoelectric element disposed between the window member and the frame member, and the piezoelectric element A window having a power generation function is configured by a circuit for taking out the electric charge generated in the battery and a power storage device for accumulating the taken out electric charge,
A plurality of n plate-like piezoelectric elements are attached to a support sheet, and a piezoelectric element unit is formed by connecting these n piezoelectric elements in series. The piezoelectric element unit is disposed between a window material and a frame material. It is intended to be placed in.

(3) 本発明の第3の態様は、板状の窓材と、この窓材の周囲を支持する枠材と、窓材と枠材との間に配置された圧電素子と、この圧電素子で発生した電荷を取り出す回路と、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置と、によって発電機能を有する窓を構成し、
枠材の窓材支持面に埋め込み溝を掘り、この埋め込み溝内に圧電素子を埋設し、窓材と枠材との間に封止用のパッキンを充填するようにしたものである。
(3) According to a third aspect of the present invention, there is provided a plate-shaped window member, a frame member that supports the periphery of the window member, a piezoelectric element disposed between the window member and the frame member, and the piezoelectric element. A window having a power generation function is configured by a circuit for taking out the electric charge generated in the battery and a power storage device for accumulating the taken out electric charge,
An embedding groove is dug in the window material support surface of the frame material, a piezoelectric element is embedded in the embedding groove, and a sealing packing is filled between the window material and the frame material.

(4) 本発明の第4の態様は、上述の第1〜第3の態様に係る発電機能を有する窓において、(4) According to a fourth aspect of the present invention, in the window having the power generation function according to the first to third aspects described above,
枠材が、窓材の表面周囲部に対向する表側フレーム部と、窓材の裏面周囲部に対向する裏側フレーム部と、窓材のエッジ面に対向するエッジフレーム部と、を有し、エッジフレーム部によって表側フレーム部と裏側フレーム部とが連結される構造をなし、  The frame member has a front frame portion facing the front surface periphery of the window material, a back frame portion facing the back surface periphery of the window material, and an edge frame portion facing the edge surface of the window material, and an edge A structure in which the front frame part and the back frame part are connected by the frame part,
圧電素子が、表側フレーム部と窓材との間、裏側フレーム部と窓材との間、エッジフレーム部と窓材との間、のうちの一部もしくは全部に配置されているようにしたものである。  Piezoelectric elements are arranged between some of the front frame part and the window material, between the back frame part and the window material, and between the edge frame part and the window material. It is.

(5) 本発明の第5の態様は、上述の第1〜第4の態様に係る発電機能を有する窓において、
枠材をパチンコ遊技機の遊技領域前面に取り付け、窓材を遊技領域前面に配置された透明板によって構成し、遊技球の窓材に対する衝突エネルギーに基づく発電を行うようにしたものである。
(5) According to a fifth aspect of the present invention, in the window having the power generation function according to the first to fourth aspects described above,
A frame material is attached to the front surface of the game area of the pachinko gaming machine, and the window material is constituted by a transparent plate arranged on the front surface of the game area so that power generation is performed based on the collision energy of the game ball against the window material.

(6) 本発明の第6の態様は、上述の第1〜第4の態様に係る発電機能を有する窓において、
枠材を車両の壁面に取り付け、窓材によって車両の窓を構成し、車両の走行に起因して生じる窓材の振動エネルギーに基づく発電を行うようにしたものである。
(6) According to a sixth aspect of the present invention, in the window having the power generation function according to the first to fourth aspects described above,
A frame member is attached to a wall surface of a vehicle, a window of the vehicle is configured by a window member, and power generation is performed based on vibration energy of the window member generated due to traveling of the vehicle.

(7) 本発明の第7の態様は、上述の第5の態様に係る発電機能を有する窓を備えたパチンコ遊技機において、
パチンコ台本体部に組み込まれた電装部品と、この電装部品に電力を供給する電力供給装置と、を設け、
この電力供給装置が、外部から供給される電力とともに発電機能を有する窓の蓄電装置に蓄積された電力を電装部品に供給するようにしたものである。
(7) A seventh aspect of the present invention is a pachinko gaming machine provided with a window having a power generation function according to the fifth aspect described above.
An electrical component incorporated in the pachinko machine body and a power supply device for supplying power to the electrical component are provided.
This power supply device supplies power stored in a power storage device of a window having a power generation function together with power supplied from the outside to an electrical component.

本発明によれば、窓材と枠材との間に圧電素子を配置し、窓材の振動に基づいて圧電素子で発生した電荷を電気エネルギーとして取り出すようにしたため、より低コスト、より省スペースで導入可能な発電設備を実現することが可能になる。実社会において、窓は建物、車両、家具、遊戯具など、様々な物品に用いられており、いずれもガラスなどの板状素材からなる窓材の周囲部分を、枠材によって支持する構造を採る。しかも、窓材は枠材に対して、風、物体の衝突、その他の要因によって絶えず振動しているので、圧電素子には、常に、この振動エネルギーが供給されることになり、電気エネルギーが生成されることになる。本発明では、窓材と枠材との間に圧電素子を配置すればよいので、力学的なエネルギーを変換するための複雑な機構を設ける必要もなく、特別な設置スペースも不要である。   According to the present invention, the piezoelectric element is arranged between the window material and the frame material, and the electric charge generated in the piezoelectric element based on the vibration of the window material is taken out as electric energy. This makes it possible to realize power generation facilities that can be introduced in Japan. In the real world, windows are used in various articles such as buildings, vehicles, furniture, and playground equipment, and all adopt a structure in which a peripheral portion of a window material made of a plate material such as glass is supported by a frame material. Moreover, since the window material constantly vibrates against the frame material due to wind, object collisions, and other factors, this vibration energy is always supplied to the piezoelectric element, and electric energy is generated. Will be. In the present invention, since a piezoelectric element may be disposed between the window material and the frame material, it is not necessary to provide a complicated mechanism for converting dynamic energy, and no special installation space is required.

特に、窓材の表側、裏側、エッジ面に圧電素子を配置する実施形態では、窓の振動を効率良く圧電素子に伝えることができ、効率的な発電が可能になる。また、厚み方向に対して圧力変動が生じると、厚み方向に分極現象が生じる分極処理が施された圧電素子を用いると、枠材に沿って広い面積で圧電素子を配置することが可能になり、効率的な発電が可能になる。更に、表面に凹凸構造を有する板状形状をなす圧電素子を用いれば、当該凹凸構造を介して、圧電素子に効率的に振動を伝達させることができるようになる。   In particular, in the embodiment in which the piezoelectric elements are arranged on the front side, the back side, and the edge surface of the window material, the vibration of the window can be efficiently transmitted to the piezoelectric elements, and efficient power generation becomes possible. In addition, when a pressure change occurs in the thickness direction, a piezoelectric element that has undergone a polarization process that causes a polarization phenomenon in the thickness direction can be used to arrange the piezoelectric element in a wide area along the frame material. Efficient power generation becomes possible. Furthermore, if a piezoelectric element having a plate shape having an uneven structure on the surface is used, vibration can be efficiently transmitted to the piezoelectric element through the uneven structure.

複数の板状の圧電素子を支持シート上に貼着し、これらを直列接続する実施形態では、個々の圧電素子の発生電圧を積算して取り出すことが可能になり、また、支持シート単位で取り扱うことが可能になるので、施工が容易になるメリットが得られる。   In an embodiment in which a plurality of plate-like piezoelectric elements are attached to a support sheet and these are connected in series, the generated voltages of the individual piezoelectric elements can be integrated and taken out, and handled in units of support sheets. As a result, it is possible to obtain the merit of easy construction.

枠材の窓材支持面に埋め込み溝を掘り、この埋め込み溝内に圧電素子を埋設し、窓材と枠材との間に封止用のパッキンを充填する実施形態を採れば、窓材を交換する場合にも何ら支障は生じない。一方、窓材の表面に圧電素子を貼着する実施形態の場合は、圧電素子の貼り替えを行うようにすれば、やはり窓材を交換する場合にも何ら支障は生じない。いずれの場合も、窓材の振動は、封止用のパッキンを介して圧電素子に圧力変動として伝達されることになるので問題はない。   According to an embodiment in which an embedded groove is dug in the window material support surface of the frame material, a piezoelectric element is embedded in the embedded groove, and a sealing packing is filled between the window material and the frame material, the window material is There will be no trouble even if it is replaced. On the other hand, in the case of the embodiment in which the piezoelectric element is attached to the surface of the window material, if the piezoelectric element is replaced, there is no problem even when the window material is replaced. In any case, there is no problem because the vibration of the window member is transmitted as pressure fluctuation to the piezoelectric element through the sealing packing.

本発明に係る技術は、特に、パチンコ遊技機に応用した場合に著しい効果が得られる。パチンコ遊技機の遊技領域前面に取り付けられたガラス板などの窓材は、遊技中、常に遊技球の衝突にさらされることになり、大きな衝突エネルギーが加わる。したがって、この衝突エネルギーに基づく発電効率は、極めて高いものになる。しかも、圧電素子によって発電した電力は、そのままパチンコ遊技機の電装部品を駆動するための電力として利用することができるので、外部電力の消費を低減させる効果が得られる。   The technology according to the present invention is particularly effective when applied to a pachinko gaming machine. A window material such as a glass plate attached to the front surface of a game area of a pachinko gaming machine is always exposed to a collision of game balls during the game, and a large collision energy is applied. Therefore, the power generation efficiency based on the collision energy is extremely high. Moreover, since the electric power generated by the piezoelectric element can be used as it is as electric power for driving the electrical components of the pachinko gaming machine, an effect of reducing the consumption of external power can be obtained.

本発明に係る技術は、列車などの車両の窓に応用した場合にも、非常に有効である。走行中の車両の窓には、車両の振動がそのまま伝達されるため、一般の建物の窓に比べて、供給される振動エネルギーの量が著しく大きい。このため、車両の窓材の振動に基づく圧電素子の発電効率は極めて高いものになる。もちろん、発生した電力は、車両の駆動や電装部品の駆動に利用できる。   The technology according to the present invention is also very effective when applied to a window of a vehicle such as a train. Since the vibration of the vehicle is transmitted as it is to the window of the traveling vehicle, the amount of vibration energy supplied is significantly larger than that of a general building window. For this reason, the power generation efficiency of the piezoelectric element based on the vibration of the vehicle window material is extremely high. Of course, the generated electric power can be used for driving a vehicle and driving electrical components.

本発明の適用対象となる窓の基本構造を示す正面図である(ハッチングは、枠材によって隠れている窓材の周囲部分を示すものであり、断面を示すものではない)。It is a front view which shows the basic structure of the window used as the application object of this invention (a hatching shows the surrounding part of the window material hidden with the frame material, and does not show a cross section). 図1に示す窓に本発明を適用した状態を示す部分断面斜視図である。It is a fragmentary sectional perspective view which shows the state which applied this invention to the window shown in FIG. 図2に示す枠材の一部分に埋め込まれた圧電素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the piezoelectric element embedded in a part of frame material shown in FIG. 図2に示す断面の拡大図(a) と、その変形例(b) を示す図である。It is a figure which shows the enlarged view (a) of the cross section shown in FIG. 2, and its modification (b). 表面に凹凸構造を有する板状圧電素子の例を示す正断面図である。It is a front sectional view showing an example of a plate-like piezoelectric element having an uneven structure on the surface. 本発明に用いる圧電素子ユニットの配線状態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the wiring state of the piezoelectric element unit used for this invention. 本発明に係る発電機能を有する窓の電気系統を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric system of the window which has an electric power generation function which concerns on this invention. 本発明をパチンコ遊技機に応用した実施形態を示す正面図である。It is a front view which shows embodiment which applied this invention to the pachinko game machine. 図8に示す実施形態の電気系統を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric system of embodiment shown in FIG.

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.

<<< §1.本発明の基本的実施形態 >>>
図1は、本発明の適用対象となる窓の基本構造を示す正面図である。図示のとおり、一般的な窓は、ガラスなどの素材からなる板状の窓材100と、この窓材100の周囲を支持する枠材200によって構成されている。図にハッチングで示す部分は、枠材200によって隠れている窓材100の周囲部分を示すものであり、断面を示すものではない。図示の例のように、通常、矩形状の窓材100の上辺、下辺、左辺、右辺の4辺が、それぞれ枠材200によって支持される。一般的な窓の場合、これら各辺に沿って、封止用パッキンなどが充填されるが、窓材100の振動を完全に除去することはできない。一般的には、封止用パッキンを充填しても、同調や共鳴による窓材100の振動を防ぐことはできない。
<<< §1. Basic embodiment of the present invention >>
FIG. 1 is a front view showing a basic structure of a window to which the present invention is applied. As shown in the figure, a general window is composed of a plate-like window member 100 made of a material such as glass and a frame member 200 that supports the periphery of the window member 100. A hatched portion in the figure indicates a peripheral portion of the window member 100 hidden by the frame member 200 and does not indicate a cross section. As in the illustrated example, the four sides of the rectangular window member 100 are normally supported by the frame member 200, ie, the upper side, the lower side, the left side, and the right side. In the case of a general window, a sealing packing or the like is filled along these sides, but the vibration of the window material 100 cannot be completely removed. In general, even if the sealing packing is filled, the vibration of the window member 100 due to tuning or resonance cannot be prevented.

図2は、図1に示す窓に本発明を適用した状態を示す部分断面斜視図である。図は、枠材200の下辺の一部分を切り欠いて示したものに相当する。枠材200は、矩形の板状部材からなる窓材100の周囲を支持する役割を果たす。図示のとおり、この実施形態の場合、枠材200は、窓材100の表面周囲部に対向する表側フレーム部210と、窓材100の裏面周囲部に対向する裏側フレーム部220と、窓材100のエッジ面に対向するエッジフレーム部230と、を有しており、このエッジフレーム部230によって表側フレーム部210と裏側フレーム部220とが連結された構造をなす。   FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view showing a state in which the present invention is applied to the window shown in FIG. The figure corresponds to what is shown by cutting out a part of the lower side of the frame member 200. The frame member 200 plays a role of supporting the periphery of the window member 100 made of a rectangular plate member. As shown in the figure, in the case of this embodiment, the frame member 200 includes a front frame portion 210 facing the front surface periphery of the window material 100, a back frame portion 220 facing the back surface periphery of the window material 100, and the window material 100. The edge frame portion 230 is opposed to the edge surface, and the front frame portion 210 and the back frame portion 220 are connected by the edge frame portion 230.

窓材100の下辺は、表側フレーム部210、裏側フレーム部220、エッジフレーム部230によって囲まれた凹状部分に嵌め込まれた状態で支持される。この実施形態の場合、図示のとおり、表側フレーム部210、裏側フレーム部220、エッジフレーム部230には、それぞれ圧電素子310,320,330が埋め込まれている。別言すれば、圧電素子310は、表側フレーム部210と窓材100との間に配置され、圧電素子320は、裏側フレーム部220と窓材100との間に配置され、圧電素子330は、エッジフレーム部230と窓材100との間に配置されている。   The lower side of the window member 100 is supported in a state of being fitted into a concave portion surrounded by the front frame portion 210, the back frame portion 220, and the edge frame portion 230. In the case of this embodiment, as shown in the figure, piezoelectric elements 310, 320, and 330 are embedded in the front frame portion 210, the back frame portion 220, and the edge frame portion 230, respectively. In other words, the piezoelectric element 310 is disposed between the front frame portion 210 and the window material 100, the piezoelectric element 320 is disposed between the back frame portion 220 and the window material 100, and the piezoelectric element 330 is It is arranged between the edge frame part 230 and the window material 100.

窓材100と枠材200との間の空間には、封止用のパッキン400が充填されているが、窓材100の振動は、このパッキン400を介して圧電素子310〜330に伝達されることになる。なお、図2には、窓材100の下辺部分しか示されていないが、窓材100の上辺部分、右辺部分、左辺部分も同様の構成を有している。結局、図1にハッチングを施した領域に圧電素子が配置されることになる。   The space between the window member 100 and the frame member 200 is filled with a sealing packing 400, and the vibration of the window member 100 is transmitted to the piezoelectric elements 310 to 330 via the packing 400. It will be. Although only the lower side portion of the window material 100 is shown in FIG. 2, the upper side portion, the right side portion, and the left side portion of the window material 100 have the same configuration. Eventually, the piezoelectric element is arranged in the hatched area in FIG.

図3は、図2に示す枠材200のうち、裏側フレーム部220およびエッジフレーム部230に埋め込まれた圧電素子320,330を示す斜視図であり、図2に示す構成から、表側フレーム部210を除去した状態を示す図に相当する。この例では、裏側フレーム部220に埋め込まれた圧電素子320は、4枚の板状圧電素子321〜324によって構成されており、エッジフレーム部230に埋め込まれた圧電素子330は、4枚の板状圧電素子331〜334によって構成されている。   FIG. 3 is a perspective view showing the piezoelectric elements 320 and 330 embedded in the back frame portion 220 and the edge frame portion 230 in the frame material 200 shown in FIG. 2. From the configuration shown in FIG. This corresponds to a diagram showing a state in which is removed. In this example, the piezoelectric element 320 embedded in the back frame portion 220 is composed of four plate-like piezoelectric elements 321 to 324, and the piezoelectric element 330 embedded in the edge frame portion 230 is composed of four plates. The piezoelectric elements 331 to 334 are configured.

板状の圧電素子321〜324,331〜334は、いずれも、その厚み方向に対して圧力変動が生じると、その厚み方向に分極現象が生じる電気的特性を有している。図4(a) は、図2に示す断面の拡大図である。この図において、圧電素子310および320は、板面が垂直方向を向くように配置された板状の圧電素子であり、その厚み方向、すなわち、図の水平方向に圧力変動が生じると、左右両面のうちの一方に正電荷、他方に負電荷が発生する電気的性質を示すような分極処理が施されている。これに対して、圧電素子330は、板面が水平方向を向くように配置された板状の圧電素子であり、その厚み方向、すなわち、図の垂直方向に圧力変動が生じると、上下両面のうちの一方に正電荷、他方に負電荷が発生する電気的性質を示すような分極処理が施されている。   Each of the plate-like piezoelectric elements 321 to 324 and 331 to 334 has an electrical characteristic that a polarization phenomenon occurs in the thickness direction when pressure fluctuation occurs in the thickness direction. FIG. 4A is an enlarged view of the cross section shown in FIG. In this figure, piezoelectric elements 310 and 320 are plate-like piezoelectric elements arranged so that the plate surfaces face the vertical direction, and when pressure fluctuations occur in the thickness direction, that is, in the horizontal direction in the figure, both left and right sides A polarization process is performed so that one of the electrodes exhibits an electrical property of generating a positive charge and a negative charge on the other. On the other hand, the piezoelectric element 330 is a plate-like piezoelectric element arranged so that the plate surface faces the horizontal direction, and when pressure fluctuations occur in the thickness direction, that is, the vertical direction in the figure, Polarization treatment is performed so that one of them has an electrical property of generating a positive charge and the other a negative charge.

このような特有の分極処理(厚み方向に対する圧力の変動が生じると、厚み方向に分極現象が生じる処理)を施した板状の圧電素子は、本発明に利用するのに好適である。すなわち、板状の圧電素子は、厚みが小さいので、図3に示すように、枠材200の表面に沿って広い面積に渡って敷き詰めるのに適している。しかも、厚み方向に対する圧力変動に起因して分極現象が生じるので、図4(a) において、窓材100が図の水平方向に振動した場合は、当該振動が、圧電素子310,320の全面に効率良く伝達され、効率的な発電が行われる。   A plate-like piezoelectric element subjected to such a specific polarization process (a process in which a polarization phenomenon occurs in the thickness direction when a pressure variation occurs in the thickness direction) is suitable for use in the present invention. In other words, since the plate-like piezoelectric element has a small thickness, it is suitable for spreading over a wide area along the surface of the frame member 200 as shown in FIG. In addition, since a polarization phenomenon occurs due to pressure fluctuations in the thickness direction, when the window member 100 vibrates in the horizontal direction in FIG. 4 (a), the vibration is applied to the entire surface of the piezoelectric elements 310 and 320. It is transmitted efficiently and efficient power generation is performed.

また、窓材100が図の垂直方向に振動した場合は、当該振動が、圧電素子330の全面に効率良く伝達され、効率的な発電が行われる。しかも、分極現象は、各板状圧電素子の厚み方向に生じるので、発生した電荷は、いずれも圧電素子の両側の板面(たとえば、図4(a) に示す圧電素子310,320の場合は、図の左右両面、圧電素子330の場合は、図の上下両面)に集まることになる。したがって、各圧電素子の両側の板面に電極を形成しておけば、この電極を利用して発生電荷を容易に取り出すことが可能になる。   In addition, when the window member 100 vibrates in the vertical direction in the figure, the vibration is efficiently transmitted to the entire surface of the piezoelectric element 330, and efficient power generation is performed. Moreover, since the polarization phenomenon occurs in the thickness direction of each plate-like piezoelectric element, the generated charges are all on the plate surfaces on both sides of the piezoelectric element (for example, in the case of the piezoelectric elements 310 and 320 shown in FIG. 4A). In the case of the piezoelectric element 330, the left and right sides in the figure are gathered on both the upper and lower sides in the figure. Therefore, if electrodes are formed on the plate surfaces on both sides of each piezoelectric element, the generated charges can be easily taken out using the electrodes.

一般に、窓材100は枠材200に対して、風、物体の衝突、その他の要因によって絶えず振動しているので、圧電素子には、常に、この振動エネルギーが供給されることになり、電気エネルギーが生成されることになる。しかも、本発明では、既存の窓の構造をそのまま利用し、窓材と枠材との間に圧電素子を配置する構成を採るだけでよいので、非常に低コストで発電設備の導入が可能になる。また、圧電素子は、窓材と枠材との間のスペースに組み込まれるため、省スペースでの導入が可能になる。   In general, since the window member 100 constantly vibrates with respect to the frame member 200 due to wind, an object collision, and other factors, this vibration energy is always supplied to the piezoelectric element. Will be generated. Moreover, in the present invention, it is only necessary to use the structure of the existing window as it is and arrange the piezoelectric element between the window material and the frame material, so that it is possible to introduce power generation equipment at a very low cost. Become. In addition, since the piezoelectric element is incorporated in the space between the window member and the frame member, it can be introduced in a space-saving manner.

なお、圧電素子で発生した電荷を電力として利用できるようにするために、実用上は、図2や図3に例示する構成要素の他に、圧電素子で発生した電荷を取り出す回路と、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置と、を設けるようにする(図では、このような回路に接続するための配線は省略されている)。こうして蓄電装置に得られた電力は、自己が所有する電気機器の駆動に用いることもできるし、電力会社へ売電してもよい。   In addition, in order to be able to use the electric charge generated in the piezoelectric element as electric power, in addition to the components illustrated in FIG. 2 and FIG. A power storage device that accumulates electric charges is provided (in the drawing, wiring for connecting to such a circuit is omitted). The electric power thus obtained in the power storage device can be used to drive electric equipment owned by the power storage device or may be sold to an electric power company.

一般に、圧電素子は、押圧力が加わった場合と、引っ張り力が加わった場合とで、発生する電荷極性が逆転する性質を有している。たとえば、図4(a) に示す例において、窓材100が左方向に移動して、圧電素子310に対して水平方向への押圧力が作用したときに、圧電素子310の左側面に形成した電極に正電荷が、右側面に形成した電極に負電荷が、それぞれ発生したとする(この発生電荷の極性は、圧電素子の製造プロセスで行った分極処理に依存して決まる)。この場合、逆に窓材100が右方向に移動して、圧電素子310に対して水平方向への引っ張り力が作用したときには(パッキン400が、圧電素子310の表面および窓材100の表面に接着されていた場合には、このような引っ張り力が作用することになる)、発生電荷の極性が逆転して、圧電素子310の左側面に形成した電極に負電荷が、右側面に形成した電極に正電荷が、それぞれ発生することになる。   Generally, a piezoelectric element has a property that the polarity of generated charge is reversed between when a pressing force is applied and when a tensile force is applied. For example, in the example shown in FIG. 4A, the window member 100 is formed on the left side surface of the piezoelectric element 310 when the window member 100 moves leftward and a pressing force in the horizontal direction acts on the piezoelectric element 310. It is assumed that a positive charge is generated in the electrode and a negative charge is generated in the electrode formed on the right side surface (the polarity of the generated charge is determined depending on the polarization process performed in the manufacturing process of the piezoelectric element). In this case, conversely, when the window member 100 moves rightward and a tensile force in the horizontal direction acts on the piezoelectric element 310 (the packing 400 adheres to the surface of the piezoelectric element 310 and the surface of the window member 100). If this is the case, such a pulling force is applied), and the polarity of the generated charge is reversed, so that a negative charge is formed on the electrode formed on the left side of the piezoelectric element 310 and an electrode formed on the right side. A positive charge is generated in each.

したがって、圧電素子で発生した電荷を取り出す回路は、各圧電素子で発生する電荷の極性を考慮して、各圧電素子を直列もしくは並列接続した上で整流する回路によって構成するのが好ましい。必要に応じて、インバータや各種コンバータ、コントロールユニットなどを介して、安定した電力蓄積処理が行われるようにするとよい。また、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置としては、バッテリやキャパシタなどの一般的な蓄電器を用いればよい。   Therefore, it is preferable that the circuit for taking out the charges generated in the piezoelectric elements is configured by a circuit that rectifies the piezoelectric elements connected in series or in parallel in consideration of the polarity of the charges generated in the piezoelectric elements. If necessary, stable power storage processing may be performed via an inverter, various converters, a control unit, or the like. In addition, as a power storage device that stores the extracted charge, a general power storage device such as a battery or a capacitor may be used.

<<< §2.様々な変形例に係る実施形態 >>>
ここでは、§1で述べた基本的実施形態についてのいくつかの変形例を述べることにする。
<<< §2. Embodiments according to various modifications >>
Here, some modified examples of the basic embodiment described in §1 will be described.

(1) 圧電素子の配置
これまで述べてきた図2,図3,図4(a) に示す基本的実施形態の場合、枠材200(表側フレーム部210,裏側フレーム部220,エッジフレーム部230)の、窓材100を支持するための支持面(内側の面)に、それぞれ埋め込み溝が掘られ、この埋め込み溝内に圧電素子310,320,330を埋設し、窓材100と枠材200との間に封止用のパッキン400を充填する構造を採っている。このような構造を採ると、窓材100を容易に交換できるメリットが得られる。
(1) Arrangement of Piezoelectric Elements In the case of the basic embodiment shown in FIGS. 2, 3 and 4A described above, the frame material 200 (front frame portion 210, back frame portion 220, edge frame portion 230). ) Are embedded in the support surfaces (inner surfaces) for supporting the window material 100, and the piezoelectric elements 310, 320, and 330 are embedded in the embedded grooves, and the window material 100 and the frame material 200 are embedded. The sealing packing 400 is filled between the two. Adopting such a structure provides an advantage that the window member 100 can be easily replaced.

すなわち、図4(a) を見ればわかるとおり、圧電素子310,320,330は、表側フレーム部210,裏側フレーム部220,エッジフレーム部230の内側面を構成し、枠材200の一部として機能するので、構造上は、従来の一般的な窓の構造と同じになる。したがって、ガラスが破損した場合など、窓材100を交換する必要が生じた場合でも、従来の窓と同様の作業で、交換を行うことが可能である。もちろん、各圧電素子に対する配線を、枠材200の内側面に形成しておけば、窓材100の交換作業が配線によって妨げられることもない。   That is, as can be seen from FIG. 4A, the piezoelectric elements 310, 320, and 330 constitute the inner surfaces of the front side frame part 210, the back side frame part 220, and the edge frame part 230, and serve as part of the frame material 200. Since it functions, the structure is the same as that of a conventional general window. Therefore, even when it is necessary to replace the window material 100, such as when the glass is broken, the replacement can be performed by the same operation as that of the conventional window. Of course, if the wiring for each piezoelectric element is formed on the inner surface of the frame member 200, the replacement work of the window member 100 is not hindered by the wiring.

これに対して、図4(b) は、変形例となる実施形態の構造を示す断面拡大図である。この変形例では、圧電素子310′,320′,330′を、窓材100の表面に貼着する構造を採る。窓材100と枠材200との間に封止用のパッキン400が充填される点は、これまでの実施形態と同様である。また、各圧電素子310′,320′,330′が、それぞれ表側フレーム部210と窓材100との間、裏側フレーム部220と窓材100との間、エッジフレーム部230と窓材100との間に配置される点も、これまでの実施形態と同様である。   On the other hand, FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view showing the structure of a modified embodiment. This modification employs a structure in which the piezoelectric elements 310 ′, 320 ′, and 330 ′ are attached to the surface of the window material 100. The point that the sealing packing 400 is filled between the window member 100 and the frame member 200 is the same as in the previous embodiments. The piezoelectric elements 310 ′, 320 ′, and 330 ′ are respectively connected between the front frame portion 210 and the window material 100, between the back frame portion 220 and the window material 100, and between the edge frame portion 230 and the window material 100. The point arrange | positioned between is the same as that of the previous embodiment.

この変形例では、圧電素子が窓材100側に貼着されているため、窓材100を交換する必要が生じた場合は、一旦、圧電素子(およびその配線)を取り外して、新しい窓材100に貼り付ける作業を行う必要があるので、窓材100の交換を行う上では、若干、労力が増すことになる。しかしながら、枠材200側には埋め込み溝を掘る必要はなく、従来の枠材200をそのまま利用することが可能である。   In this modified example, since the piezoelectric element is attached to the window member 100 side, when it is necessary to replace the window member 100, the piezoelectric element (and its wiring) is once removed and the new window member 100 is removed. Since it is necessary to perform an operation of attaching to the window member, labor is slightly increased in replacing the window member 100. However, it is not necessary to dig a buried groove on the frame member 200 side, and the conventional frame member 200 can be used as it is.

もちろん、本発明を実施する上での圧電素子の配置は、図4(a) ,(b) に限定されるものではない。本発明の基本概念は、板状の窓材と、この窓材の周囲を支持する枠材と、を備えた窓を利用して発電を行うことにあり、窓材の振動に基づいて圧電素子で発生した電荷を電気エネルギーとして取り出すことにある。したがって、圧電素子は、窓材と枠材との間の空間に配置されていれば足りる。   Of course, the arrangement of the piezoelectric elements in carrying out the present invention is not limited to FIGS. 4 (a) and 4 (b). The basic concept of the present invention is to generate electricity using a window having a plate-like window material and a frame material that supports the periphery of the window material, and a piezoelectric element based on the vibration of the window material. The charge generated in the process is taken out as electric energy. Therefore, it is sufficient that the piezoelectric element is disposed in the space between the window material and the frame material.

また、図4(a) ,(b) に示す実施形態では、いずれも、表側フレーム部210と窓材100との間、裏側フレーム部220と窓材100との間、エッジフレーム部230と窓材100との間にそれぞれ圧電素子を配置しているが、必ずしもこれらの位置すべてに圧電素子を配置する必要はなく、その一部にのみ配置するようにしてもかまわない。   Further, in the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B, all are between the front frame portion 210 and the window material 100, between the back frame portion 220 and the window material 100, and between the edge frame portion 230 and the window. Piezoelectric elements are respectively disposed between the members 100, but the piezoelectric elements are not necessarily disposed at all of these positions, and may be disposed only at a part thereof.

(2) 封止用パッキン
圧電素子は、両面に加えられた圧力の変動に基づいて電荷を発生させる素子であり、圧電素子自身を単に振動させても、当該振動エネルギーが直接電気エネルギーに変換されるわけではない。したがって、本発明を実施する上では、窓材100の振動を圧電素子に対する圧力変動として効率良く伝える必要がある。図4(a) に示す例の場合、窓材100の振動は、パッキン400を介して圧電素子310,320,330へ圧力変動として伝達されることになる。一方、図4(b) に示す例の場合は、圧電素子310′,320′,330′が窓材100とともに振動することになるが、パッキン400が充填されているため、当該振動によって、各圧電素子に圧力変動が生じることになる。
(2) Sealing packing A piezoelectric element is an element that generates an electric charge based on fluctuations in pressure applied to both sides. Even if the piezoelectric element itself is simply vibrated, the vibration energy is directly converted into electric energy. I don't mean. Therefore, in implementing the present invention, it is necessary to efficiently transmit the vibration of the window member 100 as a pressure fluctuation with respect to the piezoelectric element. In the case of the example shown in FIG. 4A, the vibration of the window member 100 is transmitted as pressure fluctuation to the piezoelectric elements 310, 320, and 330 via the packing 400. On the other hand, in the case of the example shown in FIG. 4B, the piezoelectric elements 310 ′, 320 ′, and 330 ′ vibrate together with the window material 100. However, since the packing 400 is filled, Pressure fluctuations occur in the piezoelectric element.

このように、いずれの場合も、窓材100の振動エネルギーが、封止用のパッキン400を介して圧電素子に圧力変動として伝達され、電気エネルギーに変換されることになる。なお、パッキン400が高い弾性をもった材料から構成されていると、窓材100の振動エネルギーがパッキン400によって吸収されてしまうことになり、圧電素子へ十分な圧力変動を伝達することができなくなる。したがって、実用上は、パッキン400として、できるだけ振動を吸収しない材料を用いるのが好ましい。一般的な窓枠用のパッキンとしては、天然ゴム、ゴムスポンジ、合成ゴムなどが利用されているが、これらの材料の中では、スチレンブタジエンゴムなどの合成ゴムが、最も効率的な発電が可能なパッキンと考えられる。   As described above, in any case, the vibration energy of the window member 100 is transmitted as pressure fluctuation to the piezoelectric element through the sealing packing 400, and is converted into electric energy. If the packing 400 is made of a material having high elasticity, the vibration energy of the window member 100 is absorbed by the packing 400, and sufficient pressure fluctuation cannot be transmitted to the piezoelectric element. . Therefore, in practice, it is preferable to use a material that absorbs as little vibration as possible for the packing 400. Natural rubber, rubber sponge, synthetic rubber, etc. are used as packing for general window frames, but among these materials, synthetic rubber such as styrene butadiene rubber enables the most efficient power generation. It is considered as a packing.

なお、密閉する必要がない窓の場合(たとえば、家具用の窓、室内の仕切り用建具の窓、§3で述べるパチンコ遊技機用の窓など)は、パッキン400を省くことも可能である。パッキン400を充填しないと、パッキンの代わりに空気が満たされることになるが、空気を介して窓材の振動を圧電素子に圧力変動として伝えることは困難になる。しかしながら、窓材と枠材との空隙スペースを狭め、窓材の振動によって、圧電素子に直接圧力振動が伝達されるようにすれば、本発明の実施に不都合は生じない。   In the case of a window that does not need to be sealed (for example, a window for furniture, a window for an indoor partition fitting, a window for a pachinko game machine described in Section 3), the packing 400 can be omitted. If the packing 400 is not filled, air is filled instead of the packing, but it is difficult to transmit the vibration of the window material to the piezoelectric element as pressure fluctuation through the air. However, if the space between the window member and the frame member is narrowed and the pressure vibration is directly transmitted to the piezoelectric element by the vibration of the window member, there is no problem in the implementation of the present invention.

たとえば、図4(a) に示す例の場合、パッキン400が充填されている空間が空気で満たされていたとしても、窓材100の振幅が十分大きければ(逆に言えば、空気で満たされている空間が十分小さければ)、窓材100が圧電素子310,320,330に直接接触することになるので、その衝撃によって電荷が発生することになる。図4(b) に示す例の場合も、パッキン400が充填されている空間が空気で満たされていたとしても、窓材100の振動によって、圧電素子310′,320′,330′が枠材200に直接接触することになるので、その衝撃によって電荷が発生することになる。このような直接的な接触による衝撃は、むしろパッキン400を介した衝撃よりも大きくなるので、密閉する必要がなく、かつ、窓材の振動音発生が問題とならないような環境では、パッキン400の充填を省略するのが好ましい。   For example, in the example shown in FIG. 4 (a), even if the space filled with the packing 400 is filled with air, if the amplitude of the window member 100 is sufficiently large (in other words, the space is filled with air). If the space is sufficiently small), the window member 100 comes into direct contact with the piezoelectric elements 310, 320, and 330, so that an electric charge is generated by the impact. In the case of the example shown in FIG. 4B as well, even if the space filled with the packing 400 is filled with air, the piezoelectric elements 310 ′, 320 ′, and 330 ′ are framed by the vibration of the window material 100. Since it is in direct contact with 200, an electric charge is generated by the impact. Since the impact caused by such direct contact is rather larger than the impact through the packing 400, in an environment where it is not necessary to seal and generation of vibration noise of the window material is not a problem, the packing 400 is It is preferred to omit filling.

(3) 圧電素子への凹凸構造の形成
図5は、表面に凹凸構造を有する板状圧電素子の例を示す正断面図である。図5(a) に示す板状圧電素子340は、上面に所定ピッチで突起部341を設けることにより凹凸構造を形成した例であり、図5(b) に示す板状圧電素子350は、上面に所定ピッチで溝部351を掘ることにより凹凸構造を形成した例である。いずれも、厚み方向に対して圧力変動が生じると、厚み方向に分極現象が生じる分極処理が施された板状の圧電素子である。
(3) Formation of concavo-convex structure on piezoelectric element FIG. 5 is a front sectional view showing an example of a plate-like piezoelectric element having a concavo-convex structure on the surface. A plate-like piezoelectric element 340 shown in FIG. 5 (a) is an example in which a concavo-convex structure is formed by providing protrusions 341 on the upper surface at a predetermined pitch. A plate-like piezoelectric element 350 shown in FIG. In this example, the concavo-convex structure is formed by digging the groove portions 351 at a predetermined pitch. Both are plate-like piezoelectric elements subjected to a polarization process in which a polarization phenomenon occurs in the thickness direction when pressure fluctuation occurs in the thickness direction.

このように表面に凹凸構造を有する板状圧電素子を用いると、凸部に応力が集中するようになるため、圧電素子に効率的に振動を伝達させることができるようになる。すなわち、全体的に同じ圧力変動が加えられたとしても、凸部により大きな撓みが生じることになり、発電効率を高めることが可能になる。図5には、上面に凹凸構造を形成した例を示したが、もちろん、上下両面に凹凸構造を形成してもよい。   When a plate-like piezoelectric element having a concavo-convex structure on the surface is used in this manner, stress concentrates on the convex portion, and thus vibration can be efficiently transmitted to the piezoelectric element. That is, even if the same pressure fluctuation is applied as a whole, a large deflection occurs in the convex portion, and the power generation efficiency can be increased. Although FIG. 5 shows an example in which the concavo-convex structure is formed on the upper surface, of course, the concavo-convex structure may be formed on both the upper and lower surfaces.

(4) 圧電素子ユニットの構成
図3には、8枚の独立した圧電素子321〜324,331〜334をそれぞれ枠材200に形成された埋め込み溝に嵌め込んだ例が示されているが、実用上は、複数n枚の板状の圧電素子を支持シート上に貼着し、これらn枚の圧電素子を直列接続してなる圧電素子ユニットを構成し、この圧電素子ユニットを窓材と枠材との間に配置するのが好ましい。
(4) Configuration of Piezoelectric Element Unit FIG. 3 shows an example in which eight independent piezoelectric elements 321 to 324 and 331 to 334 are fitted in embedded grooves formed in the frame member 200, respectively. Practically, a plurality of n plate-like piezoelectric elements are attached to a support sheet, and a piezoelectric element unit is formed by connecting these n piezoelectric elements in series. It is preferable to arrange | position between materials.

このように、複数n枚の板状の圧電素子を支持シート上に貼着した圧電素子ユニットを用意しておけば、支持シート単位で取り扱うことが可能になるので、窓材や枠材に圧電素子を取り付ける際の施工が容易になるメリットが得られる。また、n枚の圧電素子を直列接続して圧電素子ユニットを構成すれば、個々の圧電素子の発生電圧をn段積算して取り出すことが可能になり、発電電圧を高めることができるようになる。直列接続する段数nは、起電力の大きさを決定するパラメータになるので、実用上は、所望の起電力が得られるように、段数nを適宜調整するようにする。   In this way, if a piezoelectric element unit in which a plurality of n plate-like piezoelectric elements are attached to a support sheet is prepared, it can be handled in units of support sheets. The merit that the construction when attaching the element becomes easy is obtained. Further, if a piezoelectric element unit is configured by connecting n piezoelectric elements in series, it is possible to integrate and take out the voltage generated by each piezoelectric element in n stages, and the generated voltage can be increased. . Since the number n of stages connected in series is a parameter that determines the magnitude of the electromotive force, in practice, the number n of stages is appropriately adjusted so that a desired electromotive force can be obtained.

図6は、4組の圧電素子301〜304を直列接続することにより、圧電素子ユニット500を構成した例を示す回路図である。この場合、4組の圧電素子301〜304は、同一の支持シート上に貼り付けられており、1枚のシート状部材として取り扱うことができる。しかも、各圧電素子による発生電荷の極性を考慮して、4組の圧電素子が直列接続されている。図に示す極性符号+,−は、窓材100がある特定の方向に移動した場合に、各圧電素子に発生する電荷の極性を示すものである。窓材100が逆方向に移動するなどして、加わる力の方向が逆転した場合には、これらの極性は逆転する。   FIG. 6 is a circuit diagram showing an example in which the piezoelectric element unit 500 is configured by connecting four sets of piezoelectric elements 301 to 304 in series. In this case, the four sets of piezoelectric elements 301 to 304 are affixed on the same support sheet, and can be handled as one sheet-like member. In addition, considering the polarity of the charges generated by each piezoelectric element, four sets of piezoelectric elements are connected in series. Polarity signs +, − shown in the figure indicate the polarities of charges generated in each piezoelectric element when the window member 100 moves in a specific direction. When the direction of the applied force is reversed, such as when the window material 100 moves in the opposite direction, these polarities are reversed.

一般に、個々の圧電素子にどのような極性の電荷が発生するかは、各圧電素子に製造プロセスで施された分極処理と、各圧電素子に加わる力の向き(押圧力か引っ張り力か)に依存して決まる事項であるが、図示のとおり、窓材100がある特定の方向に移動した場合に、発生電荷が積算されるような直列接続を行っておけば、図示の配線用端子T1,T2間に生じる電圧は、常に、4つの圧電素子で発生した電圧の和になる。   In general, the polarity of charge generated in each piezoelectric element depends on the polarization process applied to each piezoelectric element during the manufacturing process and the direction of the force applied to each piezoelectric element (whether it is a pressing force or a pulling force). As shown in the figure, if the window material 100 moves in a certain direction, and the series connection is made such that the generated charges are integrated, the wiring terminals T1, T1 shown in the figure are obtained. The voltage generated during T2 is always the sum of the voltages generated by the four piezoelectric elements.

実用上は、このような圧電素子ユニット500を複数組配置し、これらを適宜、直列接続もしくは並列接続して、全圧電素子の発生電荷を積算し、整流回路を介して蓄電装置へと導くような回路を構成するのが好ましい。   In practice, a plurality of sets of such piezoelectric element units 500 are arranged, and these are connected in series or in parallel as appropriate, and the generated charges of all the piezoelectric elements are integrated and led to the power storage device via the rectifier circuit. It is preferable to construct a simple circuit.

図7は、このような回路構成の一例を示す回路図である。図示のブロック511〜543は、いずれも図6に示すような圧電素子ユニット500であり、4組の圧電素子を直列接続した構成を有する。図7に示す例の場合、各行にはそれぞれ3組の圧電素子ユニット500が直列接続されている。たとえば、回路図の1行目に示すユニット511,512,513は、いずれも図6に示す圧電素子ユニット500と同等の構成要素であり、結局、この1行目の回路は、12組の圧電素子を直列接続した構成になっている。もちろん、直列接続は、各ユニットでの発生電圧が加算されるように、極性を考慮した接続となっている。   FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of such a circuit configuration. Each of the illustrated blocks 511 to 543 is a piezoelectric element unit 500 as shown in FIG. 6, and has a configuration in which four sets of piezoelectric elements are connected in series. In the example shown in FIG. 7, three sets of piezoelectric element units 500 are connected in series in each row. For example, the units 511, 512, and 513 shown in the first row of the circuit diagram are all the same components as the piezoelectric element unit 500 shown in FIG. 6, and as a result, the circuit in the first row has 12 sets of piezoelectric elements. It is the structure which connected the element in series. Of course, the series connection is a connection that takes into account the polarity so that the voltage generated in each unit is added.

図7に示す2行目、3行目、4行目の回路も、同様に3組の圧電素子ユニットを極性を考慮して直列接続したものである。そして、これら4行の回路が、相互に並列接続され、その両端が整流回路600に接続されている。上述したとおり、この4行の回路それぞれは、12組の圧電素子の発生電圧を加算して出力する機能を有しているが、窓板100の移動状態によって、その極性が逆転することになるので、結局、窓板100の振動によって生成される電力は交流電力になる。整流回路600は、このような交流電力を整流して蓄電装置700に供給する機能を果たす。したがって、蓄電装置700には、直流電力が蓄積されることになり、必要に応じて、この蓄電装置700に蓄積した直流電力を、図示しない何らかの装置に供給して利用することができる。   Similarly, the circuits in the second row, the third row, and the fourth row shown in FIG. 7 are obtained by connecting three sets of piezoelectric element units in series in consideration of the polarity. These four rows of circuits are connected in parallel to each other, and both ends thereof are connected to the rectifier circuit 600. As described above, each of the four rows of circuits has a function of adding and outputting the voltages generated by the 12 sets of piezoelectric elements, but the polarity is reversed depending on the movement state of the window plate 100. Therefore, eventually, the power generated by the vibration of the window plate 100 becomes AC power. The rectifier circuit 600 functions to rectify such AC power and supply it to the power storage device 700. Therefore, direct-current power is stored in the power storage device 700, and the direct-current power stored in the power storage device 700 can be supplied to some device (not shown) and used as necessary.

<<< §3.パチンコ遊技機等への適用 >>>
本発明では、窓材に伝わる風力エネルギー、窓材に対する物体の衝突エネルギー、もしくは枠材が取り付けられた母体の振動エネルギーに基づいて圧電素子に圧力変動を加え、発電を行うことになる。したがって、本発明は、建物、家具、遊戯具、車両など、様々な物品に用いられている窓に広く適用可能な技術である。しかしながら、建物や家具などに利用されている一般的な窓の場合、風などによって窓材が振動するものの、この風による振動エネルギーはそれほど大きなものではなく、発電量もそれほど大きなものにはならない。ここでは、本発明を用いた効率的な発電を行うことができる具体的な適用例を述べることにする。
<<< §3. Application to pachinko machines, etc. >>>
In the present invention, power is generated by applying pressure fluctuations to the piezoelectric element based on wind energy transmitted to the window material, collision energy of the object against the window material, or vibration energy of the base body to which the frame material is attached. Therefore, the present invention is a technique that can be widely applied to windows used in various articles such as buildings, furniture, playground equipment, and vehicles. However, in the case of a general window used for a building or furniture, the window material vibrates due to wind or the like, but the vibration energy due to the wind is not so great and the amount of power generation is not so great. Here, a specific application example capable of performing efficient power generation using the present invention will be described.

本願発明者が、本発明を利用するのに最適であろうと考えている適用対象は、パチンコ遊技機である。図8は、本発明をパチンコ遊技機に応用した実施形態を示す正面図である。図示のとおり、一般的なパチンコ遊技機は、パチンコ台本体部10の上段部分に遊技基板20を配置し、この遊技基板20の手前に透明板30(通常はガラス板)を取り付けた構造を有する。遊技領域Pは、この遊技基板20上に設けられたフィールドであり、入賞口A,大入賞口B,アウト口C,ディスプレイDなどの遊技部品が配置される。透明板30の周囲は、台枠40によって、パチンコ台本体部10に取り付けられる。一方、パチンコ台本体部10の下段部分には、遊技球トレイ50が設けられ、多数の金属製遊戯球が収容される。この遊技球トレイ50内の遊戯球は、打球ハンドル60の操作によって、上方へと弾かれ、遊技領域Pへと導かれる。   The application object that the present inventor thinks is most suitable for using the present invention is a pachinko gaming machine. FIG. 8 is a front view showing an embodiment in which the present invention is applied to a pachinko gaming machine. As shown in the figure, a general pachinko gaming machine has a structure in which a game board 20 is arranged in the upper part of the pachinko machine main body 10 and a transparent plate 30 (usually a glass plate) is attached in front of the game board 20. . The game area P is a field provided on the game board 20 and game parts such as a prize opening A, a big prize opening B, an out opening C, and a display D are arranged therein. The periphery of the transparent plate 30 is attached to the pachinko machine main body 10 by a frame 40. On the other hand, a game ball tray 50 is provided in the lower part of the pachinko machine main body 10 to accommodate a large number of metal game balls. The game balls in the game ball tray 50 are bounced upward and guided to the game area P by operating the hitting ball handle 60.

遊技基板20と透明板30とは、遊技球の直径より若干大きな所定距離をおいて、互いにほぼ平行になるように配置されており、打球ハンドル60の操作によって遊技領域Pへと導出された遊技球は、遊技基板20と透明板30との間の間隙空間を落下してゆき、最終的に、入賞口A,大入賞口B,アウト口Cなどに入り、遊技基板20の裏面へと排出される。遊技領域Pの天頂部へと導出された遊技球は、遊技領域P上に配置されたピンなどの障害物に衝突しながら落下してゆくことになるが、このとき、透明板30に何度となく衝突することになる。通常、遊技領域P上に留まっている遊技球は複数存在するので、透明板30は、この複数の遊技球からの衝突エネルギーを受けて絶えず振動した状態になる。   The game board 20 and the transparent plate 30 are arranged so as to be substantially parallel to each other with a predetermined distance slightly larger than the diameter of the game ball, and the game led out to the game area P by the operation of the hitting ball handle 60. The ball falls in the gap space between the game board 20 and the transparent board 30 and finally enters the winning opening A, the big winning opening B, the out opening C, etc., and is discharged to the back surface of the gaming board 20. Is done. The game ball led out to the zenith portion of the game area P falls while colliding with an obstacle such as a pin arranged on the game area P. There will be a collision. Usually, since there are a plurality of game balls remaining on the game area P, the transparent plate 30 constantly vibrates in response to collision energy from the plurality of game balls.

このパチンコ遊技機の透明板30(ガラス板)および台枠40は、これまで述べてきた窓の窓材100および枠材200に相当する構成要素に他ならない。すなわち、§1で述べた基本的実施形態に係る枠材200が、パチンコ遊技機の遊技領域Pの前面に取り付けられた台枠40であり、窓材100がこの遊技領域Pの前面に配置された透明板30ということになるので、このパチンコ遊技機に本発明を適用すれば、遊技球の窓材100(透明板30)に対する衝突エネルギーに基づく発電を行うことが可能になる。   The transparent plate 30 (glass plate) and the base frame 40 of this pachinko gaming machine are none other than the components corresponding to the window material 100 and the frame material 200 of the window described so far. That is, the frame material 200 according to the basic embodiment described in §1 is a frame 40 attached to the front surface of the game area P of the pachinko gaming machine, and the window material 100 is disposed on the front surface of the game area P. Therefore, if the present invention is applied to this pachinko gaming machine, it is possible to generate power based on the collision energy of the game ball against the window material 100 (transparent plate 30).

透明板30は、その周囲が台枠40に嵌め込まれており、この嵌合部の構造は、基本的には、図2に示す構造と同様である。すなわち、台枠40は、透明板30の表面周囲部に対向する表側フレーム部と、透明板30の裏面周囲部に対向する裏側フレーム部と、透明板30のエッジ面に対向するエッジフレーム部と、を有し、このエッジフレーム部によって表側フレーム部と裏側フレーム部とが連結される構造をなす。そこで、圧電素子を、台枠40と透明板30との間に配置すれば、より具体的には、表側フレーム部と透明板30との間、裏側フレーム部と透明板30との間、エッジフレーム部と透明板30との間(これらのうちの一部でもよい)に配置すれば、透明板30の振動に起因して、圧電素子に電荷が発生するので、この圧電素子で発生した電荷を取り出す回路と、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置と、を設けておけば、発電装置として利用することが可能になる。   The periphery of the transparent plate 30 is fitted into the underframe 40, and the structure of this fitting portion is basically the same as the structure shown in FIG. That is, the underframe 40 includes a front frame portion that opposes the front surface periphery of the transparent plate 30, a back frame portion that opposes the back surface periphery of the transparent plate 30, and an edge frame portion that opposes the edge surface of the transparent plate 30. The front frame portion and the back frame portion are connected by the edge frame portion. Therefore, if the piezoelectric element is disposed between the frame 40 and the transparent plate 30, more specifically, between the front frame portion and the transparent plate 30, between the back frame portion and the transparent plate 30, an edge. If it is arranged between the frame portion and the transparent plate 30 (may be a part of them), a charge is generated in the piezoelectric element due to the vibration of the transparent plate 30. If a circuit for taking out and a power storage device for accumulating the taken out charge are provided, it can be used as a power generation device.

上述したとおり、パチンコ遊技機の遊技領域Pの前面に取り付けられた透明板30は、遊技中、常に遊技球の衝突にさらされることになり、大きな衝突エネルギーを受ける。したがって、この衝突エネルギーに基づく発電効率は、極めて高いものになる。なお、パチンコ遊技機の場合、密閉する必要がなく、かつ、透明板30の振動音発生がそれほど問題にはならないので、パッキン400の充填は省略することができる。   As described above, the transparent plate 30 attached to the front surface of the game area P of the pachinko gaming machine is always exposed to a collision of game balls during the game, and receives a large collision energy. Therefore, the power generation efficiency based on the collision energy is extremely high. In the case of a pachinko gaming machine, it is not necessary to seal and the generation of vibration sound of the transparent plate 30 is not a problem, and therefore the filling of the packing 400 can be omitted.

現在普及している一般的なパチンコ遊技機には、電力による駆動を前提とした様々な電装部品が組み込まれている。たとえば、図8に示す例の場合、ディスプレイDや打球ハンドル60に基づく打球機構は、電力で駆動する電装部品である。この他にも、遊技基板20上に取り付けられたランプや鳴動装置なども、電力で駆動する電装部品である。このように、パチンコ台本体部に組み込まれた電装部品を有するパチンコ遊技機には、この電装部品に電力を供給する電力供給装置が必要になる。通常、電力供給装置は、外部から与えられる商用交流電力を変圧整流して、直流電力に変換し、これを各電装部品に供給する機能をもっている。   In general pachinko machines that are currently popular, various electrical components are built on the premise that they are driven by electric power. For example, in the case of the example shown in FIG. 8, the hitting mechanism based on the display D and the hitting handle 60 is an electrical component that is driven by electric power. In addition, lamps and ringing devices attached on the game board 20 are electric parts that are driven by electric power. Thus, a pachinko gaming machine having an electrical component incorporated in the pachinko machine main body requires a power supply device for supplying power to the electrical component. Usually, the power supply device has a function of transforming and rectifying commercial AC power supplied from the outside, converting it to DC power, and supplying this to each electrical component.

このような一般的なパチンコ遊技機に本発明を適用する場合には、電気系統として、圧電素子で発生した電荷を取り出す回路と、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置と、を設けた上で、電力供給装置が、外部から供給される電力とともに蓄電装置に蓄積された電力を電装部品に供給するようにするのが好ましい。そうすれば、圧電素子によって発電した電力を、そのままパチンコ遊技機の電装部品を駆動するための電力として利用することができるので、外部電力の消費を低減させる効果が得られる。   In the case of applying the present invention to such a general pachinko gaming machine, as an electrical system, after providing a circuit for taking out the charges generated by the piezoelectric elements and a power storage device for storing the taken out charges, It is preferable that the power supply device supplies power stored in the power storage device together with power supplied from the outside to the electrical component. Then, since the electric power generated by the piezoelectric element can be used as it is as electric power for driving the electrical components of the pachinko gaming machine, an effect of reducing the consumption of external power can be obtained.

図9は、そのような実施形態の電気系統を示すブロック図である。図に示す圧電素子ユニット500、整流回路600、蓄電装置700は、たとえば、図7の回路図に示す各構成要素と同一の要素であり、透明板30の振動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄積する機能を果たす。一方、電力供給装置800は、外部交流電源750から与えられる交流電力を、直流電力に変換し、これをパチンコ用電装部品900に供給する機能を果たすとともに、蓄電装置700に蓄積された電力をパチンコ用電装部品900に供給する機能を果たす。   FIG. 9 is a block diagram showing the electrical system of such an embodiment. The piezoelectric element unit 500, the rectifier circuit 600, and the power storage device 700 shown in the figure are, for example, the same elements as the constituent elements shown in the circuit diagram of FIG. 7, and convert vibration energy of the transparent plate 30 into electrical energy and store it. Fulfills the function of On the other hand, the power supply device 800 functions to convert the AC power supplied from the external AC power source 750 into DC power and supply it to the pachinko electrical component 900, and to use the power stored in the power storage device 700 for pachinko. It fulfills the function of supplying the electrical component 900.

すなわち、この図9に示す電気系統では、パチンコ用電装部品900に対して、2系統の電力供給がなされることになる。第1の系統は、外部交流電源750からの供給電力であり、第2の系統は、蓄電装置700からの供給電力である。ここで、蓄電装置700からの供給電力は、遊技行為によって生じた透明板30の振動エネルギーに基づくものであり、もともとは無駄に消費されていたエネルギーである。   In other words, in the electrical system shown in FIG. 9, two systems of power are supplied to the pachinko electrical component 900. The first system is supplied power from the external AC power source 750, and the second system is supplied power from the power storage device 700. Here, the power supplied from the power storage device 700 is based on the vibration energy of the transparent plate 30 generated by the gaming action, and is energy that was originally wasted.

この電力供給装置800の制御動作は、ハイブリッド自動車の電装部品への電力供給制御に似ている。ハイブリッド自動車は、エンジンの動力に基づく発電機能を有し、発電した電力をバッテリーに蓄積する機能を有している。そして、蓄積した電力が十分な場合には、当該電力によってモータを駆動して車輪を回転させ、エンジンの燃料消費を抑制し、蓄積した電力が不十分な場合には、燃料を供給してエンジンを駆動する制御を行うことになる。   The control operation of the power supply device 800 is similar to the power supply control to the electrical components of the hybrid vehicle. The hybrid vehicle has a power generation function based on engine power, and has a function of storing generated power in a battery. When the accumulated power is sufficient, the motor is driven by the power to rotate the wheel to suppress the fuel consumption of the engine. When the accumulated power is insufficient, the fuel is supplied to the engine. Will be controlled.

図9に示す電力供給装置800は、パチンコ用電装部品900の消費電力を、蓄電装置700からの供給電力で十分に賄うことができる場合には、外部交流電源750からの供給電力を利用しない制御を行い、蓄電装置700からの供給電力では不十分な場合には、外部交流電源750からの供給電力を利用する制御を行うことになる。したがって、ハイブリッド自動車の燃費が改善されるのと同様に、外部交流電源750からの電力消費を低減させることができる。   The power supply device 800 shown in FIG. 9 does not use the power supplied from the external AC power supply 750 when the power consumption of the pachinko electrical component 900 can be sufficiently covered by the power supplied from the power storage device 700. If the power supplied from the power storage device 700 is insufficient, control using the power supplied from the external AC power source 750 is performed. Therefore, the power consumption from the external AC power source 750 can be reduced in the same way as the fuel efficiency of the hybrid vehicle is improved.

以上、パチンコ遊技機に本発明を適用する例を述べたが、本発明は、この他にも、スマートボールなどの遊技機や、スロットマシンなどの回胴式遊技機など、いわゆる台枠によってガラスなどの透明板を支持する構造をもった遊技機に広く適用可能である。   The example in which the present invention is applied to the pachinko gaming machine has been described above. However, the present invention is not limited to this, but a glass with a so-called underframe such as a gaming machine such as a smart ball or a revolving gaming machine such as a slot machine. It can be widely applied to gaming machines having a structure that supports a transparent plate such as.

また、本発明は、列車などの車両の窓に応用した場合にも、非常に有効である。列車などの車両の壁面に取り付けられた枠材と、この枠材に嵌め込まれた車両の窓を構成する窓材を、§1で述べた枠材200および窓材100として利用すれば、車両の走行に起因して生じる窓材の振動エネルギーに基づく発電を行うことができる。走行中の車両の窓には、車両の振動がそのまま伝達されるため、一般の建物の窓に比べて、供給される振動エネルギーの量が著しく大きい。このため、車両の窓材の振動に基づく圧電素子の発電効率は極めて高いものになる。こうして発生した電力は、上述したパチンコ遊戯機と同様に車両駆動用モータや電装部品に供給することができる。   The present invention is also very effective when applied to a window of a vehicle such as a train. If the frame material attached to the wall surface of the vehicle such as a train and the window material constituting the window of the vehicle fitted in the frame material are used as the frame material 200 and the window material 100 described in §1, the vehicle It is possible to perform power generation based on the vibration energy of the window material generated due to traveling. Since the vibration of the vehicle is transmitted as it is to the window of the traveling vehicle, the amount of vibration energy supplied is significantly larger than that of a general building window. For this reason, the power generation efficiency of the piezoelectric element based on the vibration of the vehicle window material is extremely high. The electric power generated in this way can be supplied to a vehicle driving motor and electrical parts in the same manner as the pachinko game machine described above.

10:パチンコ台本体部
20:遊技基板
30:透明板
40:台枠
50:遊技球トレイ
60:打球ハンドル
100:窓材
200:枠材
210:表側フレーム部
220:裏側フレーム部
230:エッジフレーム部
301〜304:圧電素子
310,310′:圧電素子
320,320′,321〜324:圧電素子
330,330′,331〜334:圧電素子
340:板状圧電素子
341:突起部
350:板状圧電素子
351:溝部
400:封止用パッキン
500:圧電素子ユニット
511〜543:圧電素子ユニット
600:整流回路
700:蓄電装置
750:外部交流電源
800:電力供給装置
900:パチンコ用電装部品
A:入賞口
B:大入賞口
C:アウト口
D:ディスプレイ
P:遊技領域
T1,T2:配線用端子
10: Pachinko machine body 20: Game board 30: Transparent board 40: Base frame 50: Game ball tray 60: Hitting ball handle 100: Window material 200: Frame material 210: Front side frame part 220: Back side frame part 230: Edge frame part 301-304: Piezoelectric elements 310, 310 ': Piezoelectric elements 320, 320', 321-324: Piezoelectric elements 330, 330 ', 331-334: Piezoelectric elements 340: Plate-shaped piezoelectric elements 341: Protruding portions 350: Plate-shaped piezoelectric elements Element 351: Groove 400: Sealing packing 500: Piezoelectric element units 511 to 543: Piezoelectric element unit 600: Rectifier circuit 700: Power storage device 750: External AC power supply 800: Power supply device 900: Pachinko electrical component A: Award opening B: Grand prize opening C: Out port D: Display P: Game area T1, T2: Terminal for wiring

Claims (7)

板状の窓材と、この窓材の周囲を支持する枠材と、前記窓材と前記枠材との間に配置された圧電素子と、この圧電素子で発生した電荷を取り出す回路と、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置と、を備え、
前記圧電素子は、厚み方向に対して圧力変動が生じると、厚み方向に分極現象が生じる分極処理が施された板状の圧電素子であり、かつ、表面に凹凸構造を有する板状形状をなすことを特徴とする発電機能を有する窓。
A plate-shaped window material, a frame material that supports the periphery of the window material, a piezoelectric element disposed between the window material and the frame material, a circuit that extracts charges generated by the piezoelectric element, and an extraction A power storage device that accumulates the stored charge ,
The piezoelectric element is a plate-like piezoelectric element that has been subjected to a polarization process that causes a polarization phenomenon in the thickness direction when pressure fluctuation occurs in the thickness direction, and has a plate-like shape having a concavo-convex structure on the surface. A window having a power generation function.
板状の窓材と、この窓材の周囲を支持する枠材と、前記窓材と前記枠材との間に配置された圧電素子と、この圧電素子で発生した電荷を取り出す回路と、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置と、を備え、
複数n枚の板状の圧電素子を支持シート上に貼着し、これらn枚の圧電素子を直列接続してなる圧電素子ユニットを構成し、この圧電素子ユニットを前記窓材と前記枠材との間に配置したことを特徴とする発電機能を有する窓。
A plate-shaped window material, a frame material that supports the periphery of the window material, a piezoelectric element disposed between the window material and the frame material, a circuit that extracts charges generated by the piezoelectric element, and an extraction A power storage device that accumulates the stored charge ,
And adhering a plurality n of sheets of plate-shaped piezoelectric element on the support sheet, these n pieces of piezoelectric element to the piezoelectric element unit are connected in series, and the piezoelectric element unit and said window member and said frame member A window having a power generation function, characterized by being arranged between the windows.
板状の窓材と、この窓材の周囲を支持する枠材と、前記窓材と前記枠材との間に配置された圧電素子と、この圧電素子で発生した電荷を取り出す回路と、取り出した電荷を蓄積する蓄電装置と、を備え、
前記枠材の窓材支持面に埋め込み溝が掘られ、この埋め込み溝内に圧電素子が埋設され、前記窓材と前記枠材との間に封止用のパッキンが充填されていることを特徴とする発電機能を有する窓。
A plate-shaped window material, a frame material that supports the periphery of the window material, a piezoelectric element disposed between the window material and the frame material, a circuit that extracts charges generated by the piezoelectric element, and an extraction A power storage device that accumulates the stored charge ,
Buried trench window material supporting surface of the frame member is dug, the embedded piezoelectric element is embedded in the groove, characterized in that the packing for sealing is filled between the frame member and the window material Windows with power generation function.
請求項1〜3のいずれかに記載の窓において、
枠材が、窓材の表面周囲部に対向する表側フレーム部と、窓材の裏面周囲部に対向する裏側フレーム部と、窓材のエッジ面に対向するエッジフレーム部と、を有し、前記エッジフレーム部によって前記表側フレーム部と前記裏側フレーム部とが連結される構造をなし、
圧電素子が、前記表側フレーム部と前記窓材との間、前記裏側フレーム部と前記窓材との間、前記エッジフレーム部と前記窓材との間、のうちの一部もしくは全部に配置されていることを特徴とする発電機能を有する窓。
In the window in any one of Claims 1-3 ,
The frame material has a front side frame portion facing the front surface periphery of the window material, a back side frame portion facing the back surface periphery of the window material, and an edge frame portion facing the edge surface of the window material, A structure in which the front frame portion and the back frame portion are connected by an edge frame portion,
Piezoelectric elements are disposed between the front frame portion and the window material, between the back frame portion and the window material, between the edge frame portion and the window material, in part or in whole. A window having a power generation function.
請求項1〜4のいずれかに記載の窓において、
枠材がパチンコ遊技機の遊技領域前面に取り付けられており、窓材が前記遊技領域前面に配置された透明板からなり、遊技球の前記窓材に対する衝突エネルギーに基づく発電を行うことを特徴とする発電機能を有する窓。
In the window in any one of Claims 1-4 ,
The frame material is attached to the front surface of the game area of the pachinko gaming machine, the window material is made of a transparent plate disposed on the front surface of the game area, and generates power based on the collision energy of the game ball against the window material. Windows with power generation function.
請求項1〜4のいずれかに記載の窓において、
枠材が車両の壁面に取り付けられており、窓材が車両の窓を構成し、車両の走行に起因して生じる前記窓材の振動エネルギーに基づく発電を行うことを特徴とする発電機能を有する窓。
In the window in any one of Claims 1-4 ,
The frame member is attached to the wall surface of the vehicle, the window member forms a window of the vehicle, and has a power generation function characterized by performing power generation based on the vibration energy of the window member generated due to the traveling of the vehicle. window.
請求項5に記載の発電機能を有する窓を備えたパチンコ遊技機であって、
パチンコ台本体部に組み込まれた電装部品と、前記電装部品に電力を供給する電力供給装置と、を備え、
前記電力供給装置が、外部から供給される電力とともに前記発電機能を有する窓の蓄電装置に蓄積された電力を前記電装部品に供給することを特徴とするパチンコ遊技機。
A pachinko gaming machine comprising a window having a power generation function according to claim 5,
An electrical component incorporated in the pachinko machine main body, and a power supply device for supplying power to the electrical component ,
The pachinko gaming machine, wherein the power supply device supplies power stored in a power storage device of a window having the power generation function together with power supplied from outside to the electrical component.
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