JP7113379B2 - 電気機械システム - Google Patents

電気機械システム Download PDF

Info

Publication number
JP7113379B2
JP7113379B2 JP2020514009A JP2020514009A JP7113379B2 JP 7113379 B2 JP7113379 B2 JP 7113379B2 JP 2020514009 A JP2020514009 A JP 2020514009A JP 2020514009 A JP2020514009 A JP 2020514009A JP 7113379 B2 JP7113379 B2 JP 7113379B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hinge
door
power
fixed
input shaft
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.)
Active
Application number
JP2020514009A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2019202867A1 (ja
Inventor
秀明 安倍
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.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2019202867A1 publication Critical patent/JPWO2019202867A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7113379B2 publication Critical patent/JP7113379B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05DHINGES OR SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D11/00Additional features or accessories of hinges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05FDEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F7/00Accessories for wings not provided for in other groups of this subclass
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B7/00Special arrangements or measures in connection with doors or windows
    • E06B7/28Other arrangements on doors or windows, e.g. door-plates, windows adapted to carry plants, hooks for window cleaners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G5/00Devices for producing mechanical power from muscle energy
    • F03G5/06Devices for producing mechanical power from muscle energy other than of endless-walk type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S9/00Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/04Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a generator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Description

本開示は、発電装置を備える電気機械装置と、そのような電気機械装置を含む電気機械システムに関する。
近年、化石燃料の枯渇及び地球温暖化の防止などを背景に、自然エネルギー及び身の回りにある様々なエネルギーの利用が積極的に推進されている。自然エネルギーの利用として、例えば、太陽電池及び風力発電機による発電が知られている。また、身の回りにあるエネルギーの利用として、例えば、ユーザの生活行動から得られたエネルギーを用いる人力発電、圧電エネルギーを用いる振動発電、放送波などの電磁波のエネルギーを用いる発電、などが知られている。身の回りにあるエネルギーを収穫して利用することは、「エネルギーハーべスティング」として注目されている。
特開2013-070520号公報
ユーザの生活行動から得られたエネルギーを用いる人力発電の例として、特許文献1は、引き戸及び回転扉に発電装置を組み込むことを開示している。特許文献1は、回転扉のヒンジに発電装置を組み込むことに言及している。
さまざまな形態の扉に応じて、さまざまな形態のヒンジが提供されている。任意の形態の扉の開閉動作から発電するために、発電装置を組み込んださまざまな形態のヒンジを提供することは、製造コスト及び手間の観点から現実的ではない。従って、既存のヒンジによって支持されているさまざまな形態の扉に取り付けることができ、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電することができる電気機械装置を提供することが求められる。
本開示は、発電装置を備えた電気機械装置であって、既存のヒンジによって支持されているさまざまな形態の扉に取り付けることができ、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電することができる電気機械装置を提供する。本開示はまた、そのような電気機械装置を含む電気機械システムを提供する。
本開示の一態様に係る電気機械装置は、第1及び第2の取り付け具、第1のヒンジ部品、第2のヒンジ部品、リンク機構、及び発電装置を備える。第1のヒンジ部品は、前記第1の取り付け具に固定される。第2のヒンジ部品は、前記第1のヒンジ部品と共通の基準軸の周りに回転可能であるように、かつ、前記第1のヒンジ部品によって支持されるように、前記第1のヒンジ部品に嵌合する。リンク機構は、前記第2の取り付け具及び前記第2のヒンジ部品の間の距離が変更可能であるように、前記第2の取り付け具及び前記第2のヒンジ部品を互いに連結する。発電装置は、筐体及び入力軸を備え、前記入力軸の回転に応じて電力を発生する。前記発電装置の筐体は、前記発電装置の入力軸が前記基準軸の上に位置するように、前記第1及び第2のヒンジ部品のうちの一方に固定される。前記発電装置の入力軸は、前記第2のヒンジ部品が前記基準軸の周りに回転したときに前記発電装置の入力軸が前記第2のヒンジ部品と同じだけ回転するように、前記基準軸の周りの回転方向に関して前記第1及び第2のヒンジ部品のうちの他方に対して拘束される。
本開示の一態様に係る電気機械装置によれば、既存のヒンジによって支持されているさまざまな形態の扉に取り付けることができ、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電することができる。
実施形態に係る電気機械装置10を備えた収納庫の構成を示す斜視図である。 図1の電気機械装置10の構成を示す平面図である。 図1の電気機械装置10の構成を示す上面図である。 図2のヒンジ部品13,14及び発電装置16の分解斜視図である。 図4のヒンジ部品13,14及び発電装置16を組み立てた状態を示す斜視図である。 図2の歯車機構G1及び発電機M1を含む発電装置16の構成を示す分解斜視図である。 図2の負荷回路17の構成を示す回路図である。 図1のヒンジ3による扉2の開閉動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 変形例に係るヒンジ3Aによる扉2の開閉動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 もう1つの変形例に係るヒンジ3Bによる扉2の開閉動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 さらにもう1つの変形例に係るヒンジ3Cによる扉2の開閉動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 図8のヒンジ3により互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10の動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 図9のヒンジ3Aにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10の動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 図10のヒンジ3Bにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10の動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 図11のヒンジ3Cにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10の動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態の第1の変形例に係る電気機械装置10Aであって、図8のヒンジ3により互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Aの動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態の第1の変形例に係る電気機械装置10Aであって、図9のヒンジ3Aにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Aの動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態の第1の変形例に係る電気機械装置10Aであって、図10のヒンジ3Bにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Aの動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態の第1の変形例に係る電気機械装置10Aであって、図1のヒンジ3Cにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Aの動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態の第2の変形例に係る電気機械装置10Bであって、図8のヒンジ3により互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Bの動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態の第3の変形例に係る電気機械装置10Cであって、図8のヒンジ3により互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Cの動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態の第3の変形例に係る電気機械装置10Cであって、図9のヒンジ3Aにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Cの動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態の第3の変形例に係る電気機械装置10Cであって、図10のヒンジ3Bにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Cの動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態の第3の変形例に係る電気機械装置10Cであって、図11のヒンジ3Cにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Cの動作を説明するための図であり、(a)は扉2が閉じた状態を示し、(b)は扉2が開いた状態を示す図である。 実施形態に係る電気機械装置10を備えた収納庫の他の構成を示す斜視図である。 実施形態の第4の変形例に係る電気機械装置10Dを備えた収納庫の構成を示す斜視図である。 実施形態の第5の変形例に係る電気機械装置10Eの構成を示す平面図である。
以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。各図面において、同様の構成要素は、同じ参照番号により示す。
図1は、実施形態に係る電気機械装置10を備えた収納庫の構成を示す斜視図である。図1の収納庫は、収納庫本体1、扉2、ヒンジ3、及び電気機械装置10を備える。扉2は、少なくとも1つ(図1の例では2つ)のヒンジ3を介して収納庫本体1に開閉可能に連結される。電気機械装置10は、扉2を開いたときに互いに近接している収納庫本体1の部分及び扉2の部分(すなわち、ヒンジ3の近傍の部分)にまたがるように、ネジ4によって収納庫本体1及び扉2に固定される。電気機械装置10は、後述するように、発電装置及び負荷装置を備える。電気機械装置10の負荷装置は、例えば照明装置である。これにより、電気機械装置10は、ユーザが扉2を開閉する動作から発電し、発電された電力を、収納庫の内部を照明するために消費する。図1の収納庫本体1、扉2、ヒンジ3、及び電気機械装置10は、ユーザが扉2を開閉する動作から発電して収納庫の内部を照明する電気機械システムを構成する。
本開示では、収納庫本体1を「固定物」ともいい、扉2を「可動物」ともいう。
収納庫は、例えば、洗面台などの家具の一部であってもよい。また、扉2は、分電盤などの筐体の一部であってもよい。また、扉2は、収納庫に限らず、人が通過する建物のドアであってもよい。
図2は、図1の電気機械装置10の構成を示す平面図である。図3は、図1の電気機械装置10の構成を示す上面図である。電気機械装置10は、取り付け具11,12、ヒンジ部品13,14、リンク機構15、発電装置16、及び負荷回路17を備える。
取り付け具11,12は、電気機械装置10をネジ4によって収納庫本体1及び扉2に固定するためのネジ穴11a,12aをそれぞれ備える。図1に示すように、取り付け具11は収納庫本体1に固定され、取り付け具12は扉2に固定される。
取り付け具11,12は、例えば真ちゅうなどの金属材料から形成されてもよく、プラスチック材料から形成されてもよい。
本開示では、取り付け具11,12をそれぞれ「第1の取り付け具」及び「第2の取り付け具」ともいう。
ヒンジ部品13は、取り付け具11に固定される。ヒンジ部品14は、ヒンジ部品13と共通の基準軸の周りに回転可能であるように、かつ、ヒンジ部品13によって支持されるように、ヒンジ部品13に嵌合する。また、ヒンジ部品13,14には発電装置16が組み込まれる。
図4は、図2のヒンジ部品13,14及び発電装置16の分解斜視図である。発電装置16は、後述するように、歯車機構G1及び発電機M1を備える。発電装置16は、筐体及び入力軸21を備え、入力軸21の回転に応じて電力(電圧及び電流)を発生する。ヒンジ部品13は、ヒンジ部品14と嵌合する円筒形状の凸部13aと、発電装置16を収容する円筒形状の凹部13b(空洞部)とを有する。ヒンジ部品13はさらに、ヒンジ部品13及びヒンジ部品14が互いに嵌合する位置において、発電装置16の入力軸21がヒンジ部品13からヒンジ部品14に向かって突出するように形成された貫通穴13cを備える。ヒンジ部品14は、ヒンジ部品13の凸部13aが嵌合する(挿入される)円筒形状の凹部14a(空洞部)を有する。ヒンジ部品14はさらに、ヒンジ部品13,14が互いに嵌合する位置において、貫通穴13cを介して突出した発電装置16の入力軸21を収容する凹部14bを有するように形成される。
図5は、図4のヒンジ部品13,14及び発電装置16を組み立てた状態を示す斜視図である。図5に示すように、ヒンジ部品14は、ヒンジ部品13と共通の基準軸(図4のA-A’線で示す)の周りに回転可能であるように、かつ、ヒンジ部品13によって支持されるように、ヒンジ部品13に嵌合する。ヒンジ部品13の凸部13aは円筒形状の外周を有し、ヒンジ部品14の凹部14aは円筒形状の内周を有する、これにより、ヒンジ部品14は、ヒンジ部品13の周りに回転可能であるようにヒンジ部品13に嵌合する。また、図5に示すように、ヒンジ部品13の凹部13bには、発電装置16が挿入される。発電装置16の筐体は、発電装置16の入力軸21が基準軸の上に位置するように、接着剤又はネジ(図示せず)などによりヒンジ部品13に固定される。
発電装置16の入力軸21は、基準軸の周りの回転方向に関してヒンジ部品14に対して拘束されるように、その先端において所定形状の凸部22を有する。図4及び図5の例では、発電装置16の入力軸21は、歯車形状の凸部22を有する。ヒンジ部品14の凹部14bは、基準軸の上の点から見て、発電装置16の凸部22に対して相補的な形状に形成される。これにより、発電装置16の入力軸21は、ヒンジ部品14が基準軸の周りに回転したときに発電装置16の入力軸21がヒンジ部品14と同じだけ回転するように、基準軸の周りの回転方向に関してヒンジ部品14に対して拘束される。
ヒンジ部品13,14は、それらが互いに回転可能に嵌合する位置(すなわち、ヒンジ部品13の凸部13a及びヒンジ部品14の凹部14a)以外では、円筒以外の形状、例えば、三角柱、四角柱、他の多角柱、他の多面体の外形形状を有してもよい。
本開示では、取り付け具11(第1の取り付け具)に固定されたヒンジ部品13を「第1のヒンジ部品」ともいう。また、本開示では、後述するようにリンク機構15を介して取り付け具12(第2の取り付け具)に連結されたヒンジ部品14を「第2のヒンジ部品」ともいう。
再び図2及び図3を参照すると、リンク機構15は、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結する。リンク機構15は、アーム15a,15b、ジョイント(関節)15c,15d、及びストッパ15e,15fを備える。アーム15a,15bは、屈曲可能なジョイント15cを介して互いに連結される。アーム15aの他端はヒンジ部品14に固定される。また、アーム15bの他端は屈曲可能なジョイント15dを介して取り付け具12に連結される。ジョイント15c,15dは、例えばヒンジとして形成されてもよい。ストッパ15e,15fは、ジョイント15cが一定の角度範囲内でのみ回転するように、アーム15a,15bにそれぞれ固定される。取り付け具12及びヒンジ部品14がリンク機構15を介して互いに連結されたことにより、取り付け具11に対する取り付け具12の相対移動(すなわち、収納庫本体1に対する扉2の相対移動)に応じて、ヒンジ部品14はヒンジ部品13の周りに回転する。また、リンク機構15が屈曲可能なジョイント15c,15dを備えたことにより、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能になる。
発電装置16は、前述したように、歯車機構G1及び発電機M1を備える。
図6は、図2の歯車機構G1及び発電機M1を含む発電装置16の構成を示す分解斜視図である。歯車機構G1は、入力軸21の回転を所定の増速比で発電機M1に伝達する。発電機M1は、その回転軸に固定されたギア23を備える。歯車機構G1から伝達された回転は、ギア23を介して発電機M1に入力される。発電機M1は、歯車機構G1によって伝達された回転に応じて電力を発生する。歯車機構G1は、例えば、複数段の遊星歯車機構を含んでもよい。これにより、大きな増速比を有する歯車機構を、発電機M1の入力軸21に整列してコンパクトに組み込むことができる。歯車機構G1は、例えば、円筒形状の筐体を有してもよい。円筒形状の筐体は、歯車機構G1をヒンジ部品へ組み込むことに適している。発電機M1は、直流発電機であっても、交流発電機であってもよい。
発電機の動作及びモータの動作は互いに可逆である。従って、所定の増速比を有する歯車機構G1と、発電機M1とに代えて、モータと、所定の減速比を有する歯車機構とを用いてもよい。この場合、歯車機構は、出力軸の回転を減速比の逆数の増速比でモータに伝達する。次いで、モータは、歯車機構によって伝達された回転に応じて電力を発生する。
図7は、図2の負荷回路17の構成を示す回路図である。負荷回路17は、整流回路31、蓄電回路32、制御回路33、及び負荷装置34を備える。整流回路31は、発電装置16によって発生された電力を整流する。発電機M1が直流発電機であっても、ドアを開くとき及びドアを閉じるときでは発電機M1の回転方向が逆になり、逆極性の電圧が発生するので、発生された電力をコンデンサ又は二次電池に蓄えるためには整流が必要である。蓄電回路32は、整流回路31によって整流された電力のエネルギーを蓄える少なくとも1つのコンデンサを備える。制御回路33は、蓄電回路32の放電を制御する。負荷装置34は、制御回路33の制御下で蓄電回路32の電力(すなわち、発電装置16によって発生された電力)を消費する。負荷装置34は、例えば照明装置を含む。
図7において、整流回路31は、2つのダイオードD1,D2を備える。蓄電回路32は、2つのコンデンサC1,C2を備える。制御回路33は、コンデンサC3~C6、ダイオードD3~D5、コイルL1、抵抗R1~R6、可変抵抗VR1、トランスT1、及びトランジスタTR1~TR5を備える。負荷装置34は、発光ダイオードを備える。
ダイオードD1,D2及びコンデンサC1,C2は、発電機M1によって発生された電圧の倍電圧整流を行う倍電圧整流回路を構成する。扉2の開閉のように逆方向の動きを含む一連の動作を行うとき、扉2を開くとき及び扉2を閉じるときでは逆極性の電圧が発生する。この発生した電圧に対して全波整流ではなく倍電圧整流を行うことで、一連の動作で蓄電される電圧を全波整流の場合の2倍にすることができる。これにより、蓄電回路32の後段の回路を高電圧で動作させ、後段の回路の効率を向上させることができる。なお、全波整流では、扉2を開くとき及び扉2を閉じるときで同程度の発電電圧しか得られないので、発電時間を2倍に延ばしても蓄電エネルギーを大きくすることができない。
コンデンサC1,C2は、例えば、電解コンデンサである。
制御回路33において、コンデンサC3~C5、ダイオードD3、抵抗R1~R6、トランスT1、及びトランジスタTR2~TR5は、インバータ回路33aを構成する。インバータ回路33aは、電圧共振型で動作し、ソフトスイッチング(ゼロボルトスイッチング)を行う。また、コンデンサC3、抵抗R1、可変抵抗VR1、及びトランジスタTR1~TR3は、電圧設定回路33bを構成する。電圧設定回路33bは、可変抵抗VR1及びトランジスタTR1により、電気機械システムが動作する電圧範囲、特に、蓄電回路32の出力電圧の下限電圧を設定する。制御回路33は、蓄電回路32のコンデンサC1,C2の両端にわたる電圧が、電圧設定回路33bに設定された下限電圧以下であるとき、蓄電回路32から負荷装置(発光ダイオード)への電力供給を停止する。また、コンデンサC3,C5、抵抗R1~R3,R5,R6、トランスT1、及びトランジスタTR2,TR3,TR5は、定電流制御回路33cを構成する。
一般に、コンデンサは、完全に空の状態から充電すると、充電の理論効率が50%になる。さらに、発電とは異なる時点に負荷装置を動作させる場合、この電力が必要になるので、コンデンサには常に最低限のエネルギーを蓄えておく必要がある。また、負荷装置を動作させる場合には、制御回路のトランジスタ等が起動できるだけの最低限の電圧が必要である。このような理由から、制御回路33は、蓄電回路32に下限電圧を設定する。例えば、1つの発電機M1あたりの発電時の発電電圧(誘導起電力、速度起電力)が12(V)であるとする。この場合、1秒間にわたって発電した後のコンデンサC1(容量C=0.01Fとする)の電圧Vが10Vであったとき、コンデンサC1のエネルギーは、1/2×C×V =0.5(J)になる。その後、制御回路33で負荷装置34を動作させ、コンデンサC1の電圧が最低電圧V01(ここでは1.5(V)とする)まで低下したとき、コンデンサC1に残っているエネルギーは、1/2×C×V01 =0.011(J)になる。従って、利用できるエネルギーは、約0.49(J)である。このように、下限電圧を設定することにより、コンデンサC1,C2のエネルギーを十分に利用でき、かつ、負荷装置34を確実に動作させることができる。
発光ダイオードは、白熱電球及び蛍光灯に比べて小さいエネルギーかつ小型の装置で同等の照明の効果を得ることができる。従って、発光ダイオードは、本開示の実施形態に係る電気機械システムにおける限られたエネルギーを有効に利用するのに適している。また、負荷装置34として発光ダイオードを用いる場合、商用電源に接続されていない収納庫又は倉庫(洗面所の下の収納庫、屋外の倉庫、など)において、そのドアの開閉時に、収納庫又は倉庫の中を一定時間にわたって視認することができ、便利である。
本開示では、負荷装置を「照明装置」ともいう。
図2及び図3に示すように、負荷回路17は取り付け具11に固定されてもよい。また、負荷回路17の少なくとも一部(例えば負荷装置34)が取り付け具11に固定されてもよい。
電気機械装置10は、リンク機構15を備えたことにより、取り付けに関して高い自由度を有する。従って、電気機械装置10は、既存のヒンジによって支持されているさまざまな形態の扉に取り付けることができる。
次に、図8~図11を参照して、電気機械装置10を取り付け可能なさまざまな形態の扉の例について説明する。
図8は、図1のヒンジ3による扉2の開閉動作を説明するための図である。図8(a)は扉2が閉じた状態を示す。図8(b)は扉2が開いた状態を示す図である。ヒンジ3は、アーム3a、カップ3b、及びアーム3cを備える。アーム3aは収納庫本体1に固定される。カップ3bは扉2に固定される。カップ3bは、扉2が閉じたとき、アーム3aの先端部と、アーム3cの全体とを収容するように形成される。アーム3cは、アーム3aに対して回転可能に連結され、カップ3bに対して回転可能に連結される。これにより、扉2は、2つの回転軸に関して回転することで開閉する。
図9は、変形例に係るヒンジ3Aによる扉2の開閉動作を説明するための図である。図9(a)は扉2が閉じた状態を示す。図9(b)は扉2が開いた状態を示す図である。ヒンジ3Aは、取り付け具3Aa,3Ab及びアーム3Ac,3Adを備える。取り付け具3Aaは収納庫本体1に固定される。取り付け具3Abは扉2に固定される。アーム3Acは、収納庫本体1に対して回転可能に連結され、アーム3Adに対して回転可能に連結される。アーム3Adは、アーム3Acに対して回転可能に連結されるともに、扉2に対して回転可能に連結される。これにより、扉2は、3つの回転軸に関して回転することで開閉する。
図10は、もう1つの変形例に係るヒンジ3Bによる扉2の開閉動作を説明するための図である。図10(a)は扉2が閉じた状態を示す。図10(b)は扉2が開いた状態を示す図である。ヒンジ3Bは、リーフ3Ba,3Bb及びピン3Bcを備える。リーフ3Baは収納庫本体1に固定される。リーフ3Bbは扉2に固定される。リーフ3Ba,3Bbは、ピン3Bcの周りに回転可能に連結される。これにより、扉2は、1つの回転軸に関して回転することで開閉する。
図11は、さらにもう1つの変形例に係るヒンジ3Cによる扉2の開閉動作を説明するための図である。図11(a)は扉2が閉じた状態を示す。図11(b)は扉2が開いた状態を示す図である。ヒンジ3Cは、リーフ3Ca,3Cb及びピン3Ccを備える。リーフ3Caは収納庫本体1に固定される。リーフ3Cbは扉2に固定される。リーフ3Ca,3Cbは、ピン3Ccの周りに回転可能に連結される。これにより、扉2は、1つの回転軸に関して回転することで開閉する。図11のヒンジ3Cは、図10のヒンジ3Bと同様の構成を有する。ただし、図11のヒンジ3Cは、収納庫本体1及び扉2への取り付け方法が図10の場合とは異なり、従って、回転軸の位置が図10の場合とは異なる。
扉2は、扉自体の構成及びヒンジの構成に従って、図8~図11の例に限らず、さまざまな形態で開閉する。扉2の開閉動作は、例えば、以下の点で異なる。
・扉を閉じたときの収納庫本体1と扉2との間の隙間の大きさ。
・扉を開いたときの収納庫本体1と扉2との間の隙間の大きさ。
・扉2を閉じたときに収納庫本体1の断面が露出するか否か、また、どの程度だけ露出するか。
・扉2を閉じたときに扉が収納庫本体1の断面よりも手前に位置するか、それとも奥に位置するか。
・扉2を閉じた状態と開いた状態との間で遷移させるときの扉2の軌道及び移動範囲。
次に、図12~図15を参照して、電気機械装置10が、既存のヒンジ3,3A~3Cによって支持されているさまざまな形態の扉に取り付け可能であることについて説明する。
図12は、図8のヒンジ3により互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10の動作を説明するための図である。図12(a)は扉2が閉じた状態を示す。図12(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図13は、図9のヒンジ3Aにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10の動作を説明するための図である。図13(a)は扉2が閉じた状態を示す。図13(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図14は、図10のヒンジ3Bにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10の動作を説明するための図である。図14(a)は扉2が閉じた状態を示す。図14(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図15は、図11のヒンジ3Cにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10の動作を説明するための図である。図15(a)は扉2が閉じた状態を示す。図15(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図12~図15では、図示の簡単化のために、ヒンジ3,3A~3Cを省略する。取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、リンク機構15が取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結するので、電気機械装置10は、さまざまな形態の収納庫本体1及び扉2に取り付けることができる。また、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるので、電気機械装置10は、さまざまな軌道及び/又はさまざまな移動範囲を有する扉2の開閉動作に追従することができる。取り付け具11に対する取り付け具12の相対移動(すなわち、収納庫本体1に対する扉2の相対移動)に応じて、ヒンジ部品14はヒンジ部品13の周りに回転する。
このように、電気機械装置10は、既存のヒンジ3によって支持されているさまざまな形態の扉2に取り付けることができ、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電することができる。
また、電気機械装置10は、既存のヒンジ3によって支持されているさまざまな形態の扉2に後からでも取り付けることができる。
また、電気機械装置10の発電機M1の回転軸は、ヒンジ3,3A~3Cの回転軸に一致していなくてもよい。また、図8及び図9のように、ヒンジの回転軸が移動する場合であっても、発電機M1の回転軸は、ヒンジの回転軸の移動に追従しなくてもよい。そのような場合であっても、発電機M1の回転軸は、収納庫本体1に対する扉2の相対移動に応じて回転する。従って、電気機械装置10を収納庫本体1及び扉2に高い自由度で取り付けることができる。
また、扉2の重量はヒンジ3によって支持される。電気機械装置10が扉2の重量を支持する必要がないので、電気機械装置10は、小型、細型、薄型、かつ軽量の装置として構成可能である。例えば、本願の発明者は、直径15mm及び合計の高さ85mmを有するヒンジ部品13,14と、幅130mm及び高さ85mmを有する取り付け具11と、合計の幅140mmを有する取り付け具12及びリンク機構15とを備える電気機械装置10を試作した。
電気機械装置10は、図1の例では4つのネジ4により、収納庫本体1及び扉2に簡単に固定することができる。また、電気機械装置10が扉2の重量を支持する必要がないので、電気機械装置10は、ネジ4に代えて、両面テープ又は接着剤などで収納庫本体1及び扉2に固定してもよい。
1種類の電気機械装置10をさまざまな形態の扉2に取り付けることができるので、さまざまな形態の扉に応じて、さまざまな形態の電気機械装置10を提供しなくてもよい。従って、さまざまな形態の扉の開閉動作から発電する場合であっても、電気機械装置10の製造コスト及び手間を増大しにくくすることができる。
発電装置16を備えた電気機械装置10を用いることにより、収納庫の内部を電池式の照明装置により照明する場合よりもランニングコストを低減することができる。また、発電装置16を備えた電気機械装置10を用いることにより、照明装置の電池を交換する必要がない。
電気機械装置10は、例えば、扉2を1~2秒間かけて90度の角度範囲にわたって開く動作(又は閉じる動作)に応じて、約1Wの電力及び約1J=1W・sの電力量を発生する。この場合、電気機械装置10は、発光ダイオードである負荷装置34を約十数秒にわたって点灯させることができる。これにより、収納庫の内部、倉庫もしくはトイレの内部などのような、暗所における視認性を確保することができる。
また、負荷装置34として発光ダイオードを用いる場合、夜間に門、玄関、廊下のドア等を開閉するとき、ドアの周囲(足下など)に道案内できる程度の明るさで補助的な照明の効果が得られ、夜間の移動を安全かつ安心にすることができる。また、負荷装置34として発光ダイオードを用いる場合、不審者がドアを開閉して侵入しようとするとき、センサーライトと同様に、不審者に対して威嚇すること及び/又は侵入を予防することができる。
負荷回路17の制御回路33は、発電装置16の発電動作と同時に、蓄電回路32から負荷装置34へ電力を供給してもよい。また、制御回路33は、発電装置16の発電動作から予め決められた時間の経過後に、蓄電回路32から負荷装置34へ電力を供給してもよい。また、制御回路33は、発電装置16の発電動作とは独立に、蓄電回路32から負荷装置34へ電力を供給してもよい。従って、発電装置16の動作中、動作後、及び動作前を含む任意の時点において、負荷装置を動作させることができるので、便利かつ安心である。
実施形態に係る電気機械装置10は、ドア、窓、扉、蓋など、ヒンジを介して互いに連結された任意の固定物及び可動物に適用可能である。一般家庭、公共施設、などの門、回動型ドア、片開きドアの開閉動作において、上述の全ての効果が得られる。
次に、本開示の実施形態の変形例について説明する。
次に、図16~図19を参照して、実施形態の第1の変形例に係る電気機械装置10Aについて説明する。
図16は、図8のヒンジ3により互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Aの動作を説明するための図である。図16(a)は扉2が閉じた状態を示す。図16(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図17は、図9のヒンジ3Aにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Aの動作を説明するための図である。図17(a)は扉2が閉じた状態を示す。図17(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図18は、図10のヒンジ3Bにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Aの動作を説明するための図である。図18(a)は扉2が閉じた状態を示す。図18(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図19は、図1のヒンジ3Cにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Aの動作を説明するための図である。図19(a)は扉2が閉じた状態を示す。図19(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図16~図19では、図示の簡単化のために、ヒンジ3,3A~3Cを省略する。
図16に示すように、電気機械装置10Aは、図2及び図3のリンク機構15に代えて、リンク機構15Aを備える。リンク機構15Aは、ヒンジ部品14に固定されたロッド15Aaと、取り付け具12に固定され、ロッド15Aaをスライド可能に把持するガイド15Abとを備える。ロッド15Aaは、例えば、直線状に形成されてもよい。ガイド15Abは、ロッド15Aaの角度に応じて回転可能なジョイントを介して取り付け具12に連結されていてもよい。リンク機構15Aは、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結する。取り付け具12及びヒンジ部品14がリンク機構15Aを介して互いに連結されたことにより、取り付け具11に対する取り付け具12の相対移動(すなわち、収納庫本体1に対する扉2の相対移動)に応じて、ヒンジ部品14はヒンジ部品13の周りに回転する。また、ガイド15Abがロッド15Aaをスライド可能に把持することにより、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能になる。
取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、リンク機構15Aが取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結するので、電気機械装置10Aは、さまざまな形態の収納庫本体1及び扉2に取り付けることができる。また、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるので、電気機械装置10Aは、さまざまな軌道及び/又はさまざまな移動範囲を有する扉2の開閉動作に追従することができる。取り付け具11に対する取り付け具12の相対移動(すなわち、収納庫本体1に対する扉2の相対移動)に応じて、ヒンジ部品14はヒンジ部品13の周りに回転する。
図16~図19の電気機械装置10Aもまた、図1の電気機械装置10と同様の効果を有する。
次に、図20を参照して、実施形態の第2の変形例に係る電気機械装置10Bについて説明する。
図20は、図8のヒンジ3により互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Bの動作を説明するための図である。図20(a)は扉2が閉じた状態を示す。図20(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図20では、図示の簡単化のために、ヒンジ3を省略する。
図20に示すように、電気機械装置10Bは、図16~図19のリンク機構15Aに代えて、リンク機構15Aを備える。リンク機構15Bは、ヒンジ部品14に固定されたロッド15Baと、取り付け具12に固定され、ロッド15Baをスライド可能に把持するガイド15Bbとを備える。リンク機構15Bは、図16~図19のリンク機構15Aにおける直線状のロッド15Aaに代えて、屈曲したロッド15Baを備える。リンク機構15Bは、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結する。取り付け具12及びヒンジ部品14がリンク機構15Bを介して互いに連結されたことにより、取り付け具11に対する取り付け具12の相対移動(すなわち、収納庫本体1に対する扉2の相対移動)に応じて、ヒンジ部品14はヒンジ部品13の周りに回転する。また、ガイド15Bbがロッド15Baをスライド可能に把持することにより、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能になる。
図20の電気機械装置10Bもまた、図1の電気機械装置10と同様の効果を有する。
次に、図21~図24を参照して、実施形態の第3の変形例に係る電気機械装置10Cについて説明する。
図21は、図8のヒンジ3により互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Cの動作を説明するための図である。図21(a)は扉2が閉じた状態を示す。図21(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図22は、図9のヒンジ3Aにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Cの動作を説明するための図である。図22(a)は扉2が閉じた状態を示す。図22(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図23は、図10のヒンジ3Bにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Cの動作を説明するための図である。図23(a)は扉2が閉じた状態を示す。図23(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図24は、図11のヒンジ3Cにより互いに連結された収納庫本体1及び扉2に固定された電気機械装置10Cの動作を説明するための図である。図24(a)は扉2が閉じた状態を示し、図24(b)は扉2が開いた状態を示す図である。図21~図24では、図示の簡単化のために、ヒンジ3,3A~3Cを省略する。
図21に示すように、電気機械装置10Cは、図2及び図3のリンク機構15に代えて、リンク機構15Cを備える。リンク機構15は、入れ子式に伸縮可能なロッド15Ca,15Cbを含む。ロッド15Caの一端は、ヒンジ部品14に固定される。ロッド15Cbの一端は、屈曲可能なジョイント15Ccを介して取り付け具12に連結される。リンク機構15Cは、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結する。取り付け具12及びヒンジ部品14がリンク機構15Cを介して互いに連結されたことにより、取り付け具11に対する取り付け具12の相対移動(すなわち、収納庫本体1に対する扉2の相対移動)に応じて、ヒンジ部品14はヒンジ部品13の周りに回転する。また、ロッド15Ca,15Cbが入れ子式に伸縮することにより、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能になる。
取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、リンク機構15Cが取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結するので、電気機械装置10Cは、さまざまな形態の収納庫本体1及び扉2に取り付けることができる。また、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるので、電気機械装置10Cは、さまざまな軌道及び/又はさまざまな移動範囲を有する扉2の開閉動作に追従することができる。取り付け具11に対する取り付け具12の相対移動(すなわち、収納庫本体1に対する扉2の相対移動)に応じて、ヒンジ部品14はヒンジ部品13の周りに回転する。
図21~図24の電気機械装置10Cもまた、図1の電気機械装置10と同様の効果を有する。
図25は、実施形態に係る電気機械装置10を備えた収納庫の他の構成を示す斜視図である。取り付け具11が扉2に固定され、取り付け具12が収納庫本体1に固定されてもよい。照明したい場所に応じて、電気機械装置10の位置及び向きを適切に決定することができる。
図26は、実施形態の第4の変形例に係る電気機械装置10Dを備えた収納庫の構成を示す斜視図である。負荷回路17は、取り付け具11に固定されず、収納庫本体1又は扉2に直接に固定されてもよい。照明したい場所に応じて、負荷回路17の位置及び向きを適切に決定することができる。また、負荷回路17の整流回路31、蓄電回路32、制御回路33、及び負荷装置34のうちの少なくとも1つを取り付け具11に固定してもよく、収納庫本体1又は扉2に直接に固定してもよい。
図27は、実施形態の第5の変形例に係る電気機械装置10Eの構成を示す平面図である。発電装置16は、図2~図5の例とは異なるように、ヒンジ部品に組み込まれてもよい。電気機械装置10Eは、図2のヒンジ部品13,14に代えて、ヒンジ部品13E,14Eを備える。発電装置16の筐体は、発電装置16の入力軸21が基準軸の上に位置するように、ヒンジ部品14Eに固定される。発電装置16の入力軸21は、ヒンジ部品14Eが基準軸の周りに回転したときに発電装置16の入力軸21がヒンジ部品14Eと同じだけ回転するように、基準軸の周りの回転方向に関してヒンジ部品13Eに対して拘束される。言い換えると、発電装置16の入力軸21は、ヒンジ部品14Eが基準軸の周りに回転したときに、発電装置16の筐体に対して、ヒンジ部品14Eの回転角と同じだけ回転する。ヒンジ部品14Eは、ヒンジ部品13E,14Eが互いに嵌合する位置において、発電装置16の入力軸21がヒンジ部品14Eからヒンジ部品13Eに向かって突出するように形成された貫通穴を備える。ヒンジ部品13Eは、ヒンジ部品13E,14Eが互いに嵌合する位置において、貫通穴を介して突出した発電装置16の入力軸21を収容する凹部を有するように形成される。電気機械装置10Eもまた、図1の電気機械装置10と同様に、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電することができる。
本開示の実施形態に係る電気機械装置及び電気機械システムは、以下の構成を備える。
実施形態に係る電気機械装置10,10A~10Eは、取り付け具11,12、ヒンジ部品13、ヒンジ部品14、リンク機構15,15A~15C、及び発電装置16を備える。ヒンジ部品13は、取り付け具11に固定される。ヒンジ部品14は、ヒンジ部品13と共通の基準軸の周りに回転可能であるように、かつ、ヒンジ部品13によって支持されるように、ヒンジ部品13に嵌合する。リンク機構15,15A~15Cは、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結する。発電装置16は、筐体及び入力軸21を備え、入力軸21の回転に応じて電力を発生する。発電装置16の筐体は、発電装置16の入力軸21が基準軸の上に位置するように、ヒンジ部品13,14のうちの一方に固定される。発電装置16の入力軸21は、ヒンジ部品14が基準軸の周りに回転したときに発電装置16の入力軸21がヒンジ部品14と同じだけ回転するように、基準軸の周りの回転方向に関してヒンジ部品13,14のうちの他方に対して拘束される。
これにより、電気機械装置10,10A~10Eは、既存のヒンジ3によって支持されているさまざまな形態の扉2に取り付けることができ、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電することができる。
実施形態に係る電気機械装置10において、リンク機構15は、屈曲可能な少なくとも1つのジョイント15cを介して互いに連結された複数のアーム15a,15bを含んでもよい。リンク機構15は、屈曲可能なジョイント15dを介して取り付け具12に連結される。
これにより、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結することができる。
実施形態に係る電気機械装置10A,10Bにおいて、リンク機構15A,15Bは、ヒンジ部品14に固定されたロッド15Aa,15Baと、取り付け具12に固定され、ロッド15Aa,15Baをスライド可能に把持するガイド15Ab,15Bbとを備えてもよい。
これにより、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結することができる。
実施形態に係る電気機械装置10Cにおいて、リンク機構15Cは、入れ子式に伸縮可能なロッド15Ca,15Cbを含んでもよい。ロッド15Cbの一端は、屈曲可能なジョイント15Ccを介して取り付け具12に連結され、ロッド15Caの他端は、ヒンジ部品14に固定される。
これにより、取り付け具12及びヒンジ部品14の間の距離が変更可能であるように、取り付け具12及びヒンジ部品14を互いに連結することができる。
実施形態に係る電気機械装置10において、発電装置16の筐体がヒンジ部品13に固定され、発電装置16の入力軸21がヒンジ部品14に対して拘束されてもよい。この場合、ヒンジ部品13は、ヒンジ部品13,14が互いに嵌合する位置において、発電装置16の入力軸21がヒンジ部品13からヒンジ部品14に向かって突出するように形成された貫通穴13cを備えてもよい。ヒンジ部品14は、ヒンジ部品13,14が互いに嵌合する位置において、貫通穴13cを介して突出した発電装置16の入力軸21を収容する凹部14bを有するように形成される。
これにより、ヒンジ部品14がヒンジ部品13に対して回転したとき、発電装置16は発電することができる。
実施形態に係る電気機械装置10において、発電装置16の筐体がヒンジ部品14Eに固定され、発電装置16の入力軸21がヒンジ部品13Eに対して拘束されてもよい。この場合、ヒンジ部品14Eは、ヒンジ部品13E,14Eが互いに嵌合する位置において、発電装置16の入力軸21がヒンジ部品14Eからヒンジ部品13Eに向かって突出するように形成された貫通穴を備えてもよい。ヒンジ部品13Eは、ヒンジ部品13E,14Eが互いに嵌合する位置において、貫通穴を介して突出した発電装置16の入力軸21を収容する凹部を有するように形成される。
これにより、ヒンジ部品14Eがヒンジ部品13Eに対して回転したとき、発電装置16は発電することができる。
実施形態に係る電気機械装置10において、発電装置16は、発電装置16の入力軸21の回転を所定の増速比で伝達する歯車機構G1と、歯車機構によって伝達された回転に応じて電力を発生する発電機M1とを備えてもよい。
これにより、扉2が狭い角度範囲(例えば90度)にわたって移動する場合であっても、負荷装置34を動作させるために十分な電力を発生することができる。
実施形態に係る電気機械装置10において、発電装置16によって発生された電力を消費する負荷装置34をさらに備えてもよい。
これにより、電池又は商用電源などの電源を必要とすることなく、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電して消費することができる。
実施形態に係る電気機械装置10において、負荷装置34は取り付け具11に固定されてもよい。
これにより、電気機械装置10の取り付けを簡単化することができる。
実施形態に係る電気機械装置10において、負荷装置34は照明装置であってもよい。
これにより、電池などの電源を必要とすることなく、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電して照明することができる。
実施形態に係る電気機械装置10において、発電装置16によって発生された電力を整流する整流回路31と、整流回路31によって整流された電力のエネルギーを蓄える蓄電回路32と、蓄電回路32の放電を制御する制御回路33とをさらに備えてもよい。負荷装置34は、制御回路33の制御下で蓄電回路32の電力を消費する。
これにより、電池などの電源を必要とすることなく、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電して消費することができる。
実施形態に係る電気機械システムは、固定物と、ヒンジを介して固定物に連結された可動物と、実施形態に係る電気機械装置10とを含む。取り付け具11は固定物に固定され、取り付け具12は可動物に固定される。
これにより、電気機械装置10は、既存のヒンジ3によって支持されているさまざまな形態の扉2に取り付けることができ、ユーザの生活行動から得られたエネルギーから効率的に発電することができる。
他の変形例.
実施形態に係る電気機械装置が取り付けられる扉は、収納庫の扉に限らず、庫、部屋、廊下など、人が通過する建物のドアであってもよい。この場合、「可動物」はドアであり、「固定物」は、ドアの枠、建物の壁などである。
負荷装置は、照明装置に限らず、扉の開閉を通知するためのブザー又は通信装置(有線又は無線)などであってもよい。この場合、例えば、電気機械装置を建物の扉(トイレのドアなど)に取り付けることにより、ユーザの生活行動をモニタリングしてユーザの家族などの予め決められた人物に通知することができる。また、電気機械装置を門又は玄関などの扉に取り付けることにより、建物への不審者の侵入を検出して通知することができる。電気機械装置が、例えば、扉を開く動作(又は閉じる動作)に応じて約1Wの電力及び約1J=1W・sの電力量が発生する場合、ブザーを約十数秒にわたって鳴動させ、また、通信装置により数分にわたって信号を送信させることができる。
本開示の実施形態に係る電気機械システムは、負荷装置に対応する構成要素として、音声案内のための再生装置、デジタル画像を撮影するためのカメラ、などを備えてもよい。
実施形態に係る電気機械装置は、取り付け具12及びリンク機構15,15A~15Cに代えて、ユーザが手動で操作するための、ヒンジ部品14に固定されたレバーを備えてもよい。ユーザがレバーを操作してヒンジ部品14を狭い角度範囲(例えば90度)にわたって回転させることで、負荷装置34を動作させるために十分な電力を発生することができる。
1…収納庫本体、
2…扉、
3,3A~3C…ヒンジ、
4…ネジ、
10,10A~10E…電気機械装置、
11,12…取り付け具、
13,14,13E,14E…ヒンジ部品、
15,15A~15C…リンク機構、
15a,15b…アーム、
15c,15d…ジョイント、
15e,15f…ストッパ、
15Aa…ロッド、
15Ab…ガイド、
15Ba…ロッド、
15Bb…ガイド、
15Ca,15Cb…ロッド、
15Cc…ジョイント、
16…発電装置、
17…負荷回路、
21…入力軸、
22…凸部、
23…ギア、
31…整流回路、
32…蓄電回路、
33…制御回路、
34…負荷装置、
G1…歯車機構、
M1…発電機。

Claims (10)

  1. 固定物と、ヒンジを介して前記固定物に連結された可動物と、電気機械装置とを含む電気機械システムであって、
    前記電気機械装置は、
    第1及び第2の取り付け具と、
    前記第1の取り付け具に固定された第1のヒンジ部品と、
    前記第1のヒンジ部品と共通の基準軸の周りに回転可能であるように、かつ、前記第1のヒンジ部品によって支持されるように、前記第1のヒンジ部品に嵌合する第2のヒンジ部品と、
    前記第2の取り付け具及び前記第2のヒンジ部品の間の距離が変更可能であるように、前記第2の取り付け具及び前記第2のヒンジ部品を互いに連結するリンク機構と、
    筐体及び入力軸を備え、前記入力軸の回転に応じて電力を発生する発電装置とを備え、
    前記発電装置は、
    前記発電装置の入力軸の回転を所定の増速比で伝達する歯車機構と、
    前記歯車機構によって伝達された回転に応じて電力を発生する発電機とを備え、
    前記第1及び第2のヒンジ部品のうちの一方のヒンジ部品は、前記発電装置の筐体を収容可能な凹部を有し、
    前記発電装置の筐体は、前記発電装置の入力軸が前記基準軸の上に位置するように、前記第1及び第2のヒンジ部品のうちの一方のヒンジ部品の凹部に挿入されて当該ヒンジ部品に固定され、
    前記発電装置の入力軸は、前記第2のヒンジ部品が前記基準軸の周りに回転したときに前記発電装置の入力軸が前記第2のヒンジ部品と同じだけ回転するように、前記基準軸の周りの回転方向に関して前記第1及び第2のヒンジ部品のうちの他方に対して拘束され、
    前記第1及び第2の取り付け具のうちの一方は前記固定物に固定され、前記第1及び第2の取り付け具のうちの他方は前記可動物に固定され、
    前記リンク機構は、前記可動物が前記固定物に対して移動するときに前記第2の取り付け具及び前記第2のヒンジ部品の間の距離が変更可能であるように、前記第2の取り付け具及び前記第2のヒンジ部品を互いに連結する、
    電気機械システム。
  2. 前記リンク機構は、屈曲可能な少なくとも1つのジョイントを介して互いに連結された複数のアームを含み、
    前記リンク機構は、屈曲可能なジョイントを介して前記第2の取り付け具に連結される、
    請求項1記載の電気機械システム。
  3. 前記リンク機構は、
    前記第2のヒンジ部品に固定されたロッドと、
    前記第2の取り付け具に固定され、前記ロッドをスライド可能に把持するガイドとを備える、
    請求項1記載の電気機械システム。
  4. 前記リンク機構は、入れ子式に伸縮可能なロッドを含み、
    前記ロッドの一端は、屈曲可能なジョイントを介して前記第2の取り付け具に連結され、前記ロッドの他端は、前記第2のヒンジ部品に固定される、
    請求項1記載の電気機械システム。
  5. 前記発電装置の筐体が前記第1のヒンジ部品に固定され、前記発電装置の入力軸が前記第2のヒンジ部品に対して拘束されるとき、
    前記第1のヒンジ部品は、前記第1及び第2のヒンジ部品が互いに嵌合する位置において、前記発電装置の入力軸が前記第1のヒンジ部品から前記第2のヒンジ部品に向かって突出するように形成された貫通穴を備え、
    前記第2のヒンジ部品は、前記第1及び第2のヒンジ部品が互いに嵌合する位置において、前記貫通穴を介して突出した前記発電装置の入力軸を収容する凹部を有するように形成される、
    請求項1~4のうちの1つに記載の電気機械システム。
  6. 前記発電装置の筐体が前記第2のヒンジ部品に固定され、前記発電装置の入力軸が前記第1のヒンジ部品に対して拘束されるとき、
    前記第2のヒンジ部品は、前記第1及び第2のヒンジ部品が互いに嵌合する位置において、前記発電装置の入力軸が前記第2のヒンジ部品から前記第1のヒンジ部品に向かって突出するように形成された貫通穴を備え、
    前記第1のヒンジ部品は、前記第1及び第2のヒンジ部品が互いに嵌合する位置において、前記貫通穴を介して突出した前記発電装置の入力軸を収容する凹部を有するように形成される、
    請求項1~4のうちの1つに記載の電気機械システム。
  7. 前記発電装置によって発生された電力を消費する負荷装置をさらに備える、
    請求項1~のうちの1つに記載の電気機械システム。
  8. 前記負荷装置は前記第1の取り付け具に固定される、
    請求項記載の電気機械システム。
  9. 前記負荷装置は照明装置である、
    請求項7又は8記載の電気機械システム。
  10. 前記発電装置によって発生された電力を整流する整流回路と、
    前記整流回路によって整流された電力のエネルギーを蓄える蓄電回路と、
    前記蓄電回路の放電を制御する制御回路とをさらに備え、
    前記負荷装置は、前記制御回路の制御下で前記蓄電回路の電力を消費する、
    請求項7~9のうちの1つに記載の電気機械システム。
JP2020514009A 2018-04-20 2019-03-08 電気機械システム Active JP7113379B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018081525 2018-04-20
JP2018081525 2018-04-20
PCT/JP2019/009224 WO2019202867A1 (ja) 2018-04-20 2019-03-08 電気機械装置及び電気機械システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019202867A1 JPWO2019202867A1 (ja) 2021-07-01
JP7113379B2 true JP7113379B2 (ja) 2022-08-05

Family

ID=68239154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020514009A Active JP7113379B2 (ja) 2018-04-20 2019-03-08 電気機械システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7113379B2 (ja)
WO (1) WO2019202867A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3014947U (ja) 1995-02-20 1995-08-22 株式会社桂 門扉取付け金具
US20030217821A1 (en) 2002-05-14 2003-11-27 Pacholke Glen Douglas Floating pivot mount for a folding panel
JP2004204533A (ja) 2002-12-25 2004-07-22 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 扉開閉装置
JP2005124347A (ja) 2003-10-20 2005-05-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 発電機構付き開閉用部品
US20130257238A1 (en) 2012-03-28 2013-10-03 Biomerieux, Inc. Sliding hinges and related methods and devices suitable for apparatus for automated evaluation of microorganism growth in test samples

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0633177Y2 (ja) * 1989-08-28 1994-08-31 高橋金物株式会社 羽根蝶番
JP2003049575A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Hitoshi Nishitani 門扉用調整丁番

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3014947U (ja) 1995-02-20 1995-08-22 株式会社桂 門扉取付け金具
US20030217821A1 (en) 2002-05-14 2003-11-27 Pacholke Glen Douglas Floating pivot mount for a folding panel
JP2004204533A (ja) 2002-12-25 2004-07-22 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 扉開閉装置
JP2005124347A (ja) 2003-10-20 2005-05-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 発電機構付き開閉用部品
US20130257238A1 (en) 2012-03-28 2013-10-03 Biomerieux, Inc. Sliding hinges and related methods and devices suitable for apparatus for automated evaluation of microorganism growth in test samples

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019202867A1 (ja) 2021-07-01
WO2019202867A1 (ja) 2019-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6928818B2 (ja) ヒンジ装置及び電力システム
CA2627715C (en) Concealed emergency lighting fixture with full rotation of door
EP2760107B1 (en) Drive method for non-contact power supply device, non-contact power supply device, and non-contact power supply system
US7795746B2 (en) Apparatus and method for generating power for a low current device
US10180029B2 (en) Window covering motorized lift and control system motor and operation
EP4347987A1 (en) Antenna for a motorized window treatment
CN205640688U (zh) 一种太阳能路灯隐形监控
JP7113379B2 (ja) 電気機械システム
JP2005124347A (ja) 発電機構付き開閉用部品
Yang et al. MiniKers: Interaction-Powered Smart Environment Automation
CN111395926A (zh) 一种智能家居防盗门
JP6948652B2 (ja) 発電システム及び電力システム
US8480250B2 (en) Furniture lighting
JPH09317346A (ja) 非接触給電式ドア構造
KR100963254B1 (ko) 구동식 조형물
JP6240381B2 (ja) 錠装置を備えた什器
CN212910116U (zh) 一种照明灯智能开关
CN208937291U (zh) 一种led光感测试仪
GB2546728A (en) Actuator for hen house door
CN208848023U (zh) 太阳能打猎相机
JP2007056599A (ja) 照明付収納体
TW201001350A (en) On-door indication apparatus and method with self power generation
KR20110131559A (ko) 에너지 발전 기능이 구비된 도어클로저
CN108919840A (zh) 一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法及系统
KR20040105148A (ko) 발전기를 갖춘 도어 클로저

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210921

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220311

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: 20220524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220530

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7113379

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151