JPH08168272A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 省電力化が図れる補助電源とその電源を用
いて効率よい照明を行う照明装置を提供することであ
る。 【構成】 衝撃を吸収するクッション１０内に圧電素子
１１を組み込み、そのクッションの弾発力により衝撃を
吸収するとともに、クッションが押されたときにそのク
ッションを通って圧電素子１１に押圧力を加えて圧電素
子に発生した電気信号を充電し、クッションが押し戻さ
れてもとのクッションの状態に戻ろうとするとき、圧電
素子から発生した電気信号を放電する蓄電部１３を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発電装置に係り、特に夜
間や暗闇における照明やドアの開閉時における照明用の
補助電源としてこれらにエネルギを供給する発電装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】家庭内や駅などでは、特に夜間などに階
段の照明が暗く、階段のステップの位置がよくわからな
いために階段のステップを踏み外してしまい、怪我をす
ることがある。

【０００３】このような事故をなくすため、階段のステ
ップに滑り止めを設けたり、夜光塗料がついた反射板を
階段のステップに取り付けるなどによって階段のステッ
プの位置がわかり、階段のステップを踏み外さないよう
にしていた。

【０００４】また夜間にする歩行やジョギングのときに
は、夜光塗料のついた帽子、ベルトおよびシューズなど
によって歩行者またはジョギングをしている人間を第三
者が視認し易くすることにより、自転車に乗っている人
間や歩行中の人間にぶつかっ怪我をしないようにしてい
る。

【０００５】さらにレストラン、喫茶店などの出入口に
は、自動ドアが設置されているところがあるが、出入口
の全体照明を暗くして店の雰囲気をシックにかもしだし
ているような場合に、あわてて自動ドアのステップに立
ち外または店内に入ろうとすると、自動ドアの開閉が行
われない状態で自動ドアにぶち当たり、思わぬ怪我をす
ることがある。

【０００６】一方、主電源をサポートする電源としては
補助電源がある。この補助電源としては、充電池、蓄電
池などの二次電池がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来において
は、たとえば、上記室内において階段のステップに夜行
塗料のついたシートを貼っても階段のステップであるこ
とを認識できるだけの光量が得られないために足場が暗
くなり、心理的な不安もあった。

【０００８】また夜間にする歩行やジョギング時に夜光
塗料付き帽子、ベルトおよびシューズなどによって歩行
者またはジョギングをする場合も、第三者に歩行者また
はジョギングをしている人間がいることを知らしめるこ
とができるが、足元の路面あるいはその近傍の路面を照
明することができなかった。そのため、歩行中などにつ
まずいて怪我をすることがあった。

【０００９】さらに、レストラン、喫茶店などの出入口
には、自動ドアが設置されているが、出入口の全体照明
を暗くして店の雰囲気をシックにかもしだしている場合
に、あわてて自動ドアのステップに立ち外または店内に
入ろうとすると、自動ドアの開閉が行われない状態で自
動ドアにぶち当たり、顔面を自動ドアにぶつけて怪我を
することがあった。

【００１０】一方、電源には、消費電力がかさむものが
多く、消エネルギの点から問題がある。そこで、本発明
はこれらの課題に鑑みて成されたもので、夜間における
照明やドアの開閉時に視認しやすい装置を提供すること
を目的とする。

【００１１】また本発明は、消電力化を図ることができ
る発電装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。 （１）第１の発明の要旨 第１の発明では、衝撃を吸収するクッションと、このク
ッション内に組み込んだ圧電素子と、クッションが押さ
れたときにそのクッションを通って圧電素子に押圧力を
加えて圧電素子に発生した電気信号によりオン動作する
スイッチ部と、このスイッチ部のオン動作により充電を
する充電部と、クッションが押し戻されてもとのクッシ
ョンの状態に戻ろうとするとき、圧電素子から発生した
電気信号を放電する放電部とを備え、この放電部から瞬
時電力が被瞬時電力供給対象に供給されるとスイッチが
オフ動作するように構成する。

【００１３】なお、上記充・放電部は、たとえば、充電
池あるいは蓄電池などの二次電池または電子部品である
コンデンサとして用いることができる。 （２）第２の発明の要旨 第２の発明では、蓄電部を靴に固着し、その靴が路面を
歩行または走行時に路面をたたくときクッションが押さ
れてそのクッションの押圧力により充電が行われ、また
その靴が路面を歩行または走行時に蹴り上げるときクッ
ションが元のクッションの状態に戻されて放電を行な
い、足元を照明するための発光素子を点灯させる。

【００１４】（３）第３の発明の要旨 第３の発明では、蓄電部を階段のステップ部分に沿って
固着し、そのステップ部分を踏むとクッションが押され
てそのクッションの押圧力により充電が行われ、また階
段のステップ部分を踏み上げるとクッションが元のクッ
ションの状態に戻されて放電を行ない、足元を照明する
ための発光素子を点灯させる。

【００１５】（４）第４の発明の要旨 第４の発明では、 蓄電部を自動開閉するドアのステッ
プ部分に固着し、そのステップ部分を踏むとクッション
が押されてそのクッションの押圧力により充電が行わ
れ、また自動開閉するドアのステップ部分を踏み上げる
とクッションが元のクッションの状態に戻されて放電を
行ない、足元を照明するための発光素子を点灯させる。

【００１６】

【作用】

（１）第１の発明では、衝撃を吸収するクッション内に
圧電素子を組み込み、そのクッションの弾発力により衝
撃を吸収するとともに、クッションが押されたときにそ
のクッションを通って圧電素子に押圧力を加えて圧電素
子に発生した電気信号によりスイッチをオン動作させ、
充電部を充電し、またクッションが押し戻されてもとの
クッションの状態に戻ろうとするとき、圧電素子から発
生した電気エネルギを放電部から瞬時電力を被瞬時電力
供給対象に供給し、前記スイッチをオフ動作させる。

【００１７】これにより、電力の省力化および低コスト
化を図ることが可能になる。 （２）第２の発明では、蓄電部を靴に固着し、その靴が
路面を歩行または走行時にたたくときクッションが押さ
れてそのクッションの押圧力により充電が行われ、また
その靴が路面を歩行または走行時に蹴り上げるときクッ
ションが元のクッションの状態に戻されて放電を行な
い、足元を照明するための発光素子を点灯させる。

【００１８】これにより、暗闇で足元を照明することに
より、視認性をたかくするとともに、自己の足元も明る
くして足元の障害物などによってつまずかないようにす
ることができる。

【００１９】（３）第３の発明では、蓄電部を階段のス
テップ部分に固着し、そのステップ部分を踏むとクッシ
ョンが押されてそのクッションの押圧力により充電が行
われ、また階段のステップ部分を踏み上げるとをクッシ
ョンが元のクッションの状態に戻されて放電を行ない、
足元を照明するための発光素子を点灯させる。

【００２０】これにより、暗い階段などで足を踏み外さ
ないようにすることができる。 （４）第４の発明では、蓄電部を自動開閉するドアのス
テップ部分に固着し、そのステップ部分を踏むとクッシ
ョンが押されてそのクッションの押圧力により充電が行
われ、また自動開閉するドアのステップ部分を踏み上げ
るとクッションが元のクッションの状態に戻されて放電
を行ない、足元を照明するための発光素子を点灯させ
る。

【００２１】これにより、自動開閉ドアにあわてて突っ
込み怪我をしないようにすることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）第１の実施例を、図１ないし図３の説明図
に基づいて説明する。

【００２３】〔実施例１の概要〕実施例１は、夜間にお
ける照明やドアの開閉時における照明用の補助電源とし
てこれらに照明器やドアなどのステップにエネルギを供
給する発電装置である。

【００２４】〔実施例１の内容〕図１は本発明の実施例
１における発電装置を説明するための説明図である。こ
の図１では、衝撃を吸収するとともに複数回、たとえば
１０⁸回程度の塑性変形回数があってもクッション性を
失わないクッション部材１０内に圧電素子１１が組み込
まれている。このようなクッション部材としては、ゴ
ム、スプリングおよび樹脂などから成るものである。

【００２５】このクッション部材１０では、弾発力によ
り衝撃が吸収できるとともに、そのクッション部材１０
が押されたときにそのクッション部材１０を通って圧電
素子１１に押圧力が加えられる。

【００２６】この圧電素子１１は歪を与えると電圧を発
生し、また逆に電圧を加えると歪が生じる性質である圧
電性を備えたデバイスで、変位量が大きく、たとえば数
十μｍという高変位量が得られること、変位の応答速度
が速い、たとえば印加電圧のオンーオフに５０〜１００
μｓｅｃの速さで追従できること、耐久性がきわめて良
好であること、たとえば繰り返しオンーオフ回数は１０
⁸回以上に達すること、および小型軽量であることの特
徴がある。

【００２７】本実施例においては、これらの特徴を有す
る圧電素子１１を歪センサとして用いている。また圧電
素子１１により検出された歪信号電圧が導線１０２を経
てスイッチ部１５をオン動作すると蓄電部１３に瞬時電
力が蓄えられる。

【００２８】この蓄電部１３としては、たとえば、充電
池あるいは蓄電地などの二次電池１３ａあるいはコンデ
ンサ１３ｂである。たとえば、蓄電部１３として二次電
池１３ａを用いた場合を図２を参照して説明する。

【００２９】この図２の説明においては図１で説明した
ものと同一の構成については同一の符号を付して詳しい
説明を省略する。図２において、蓄電部１３として二次
電池１３ａは、数１０ｍｍ程度の厚さに形成することが
できるもので、照明用などに好適な消エネルギタイプの
補助電源である。

【００３０】たとえば、クッション部材１０の上面１０
ａが圧力１００で押されると、そのクッション部材１０
の押圧力により、圧電素子１１から歪信号電圧が発生し
て、スイッチ１５をオン動作させて二次電池１３ａの充
電が行われ、またクッション部材１０に対する押圧力１
０の解除により、圧電素子１１から歪信号電圧が発生し
なくなり二次電池１３ａの放電が行われ、スイッチ１５
がオフ動作し、被電力供給対象に電力が供給されなくな
る。

【００３１】したがって、本実施例では、外部から圧力
１００をクッション部材１０にかけることにより、二次
電池１３ａを充電することができ、また外部からクッシ
ョン部材１０に対して圧力を解除するとき、二次電池１
３ａの放電を行うことができるので、設置スペースの狭
い多様な間接照明用の補助電源として用いることが可能
であるとともに、消エネルギ化を図ることが可能にな
る。

【００３２】また図３は、たとえば、蓄電部としてコン
デンサを用いた実施例を示すものである。この図３にお
いて、蓄電部１３としてはコンデンサ１３ｂを用いてい
る。このコンデンサ１３ｂは間接照明用の電源に用いる
電子部品であって、数１０ｍｍ程度の厚さに形成するこ
とができるものである。

【００３３】この実施例では、クッション１０が押され
たときにはそのクッション１０の押圧力により閉空間内
の空気などの気体または水などの液体を通して圧電素子
１１に間接的な圧力１０１が加えられると、圧電素子１
１から歪信号電圧が導線１０２を経て送出されてスイッ
チ１５をオン動作させてコンデンサ１３ｂの充電が行わ
れ、またクッション部材１０に対する押圧力１０の解除
により、閉空間内の空気などの気体または水などの液体
を通して圧電素子１１に歪信号電圧が発生しなくなると
コンデンサ１３ｂの放電が行われ、被電力供給対象に対
して電力が供給されなくなる。

【００３４】したがって、本実施例では、外部から圧力
１００をクッション部材１０にかけることにより、コン
デンサ１３ｂを充電することができ、また外部からクッ
ション部材１０に対して圧力を解除するとき、コンデン
サ１３ｂの放電を行うことができるので、設置スペース
の狭い多様な照明用の補助電源に用いるコンデンサとし
て好適に電子部品を提供することが可能になる。

【００３５】（第１変形実施例）実施例１の第１変形実
施例を図４および図５を参照して説明する。 〔第１変形実施例の概要〕第１変形実施例では、夜間に
おける照明やドアの開閉時における照明用の補助電源と
してこれらにエネルギを供給する発電装置の蓄電部を靴
に固着し、その靴が路面を歩行または走行時に路面をた
たくとき、蓄電部の充電から放電が行われて靴の周囲を
照明する発光素子を点灯させる。

【００３６】〔実施例２の内容〕図４は本発明の第１変
形実施例における発電装置に用いる照明装置の説明図、
図５は靴に図４の照明装置を設けた例を示す図である。

【００３７】図４の発電装置に用いる照明装置６Ａで
は、蓄電部１３が靴２０の両側先端部２０Ａに強力接着
剤などにより固着されている。この蓄電部１３には、図
５に示す位置に足元を夜間に間接照明する切換ボタン７
が設け得られており、たとえば切換ボタン７をオンする
ことにより、ランプ１６Ａを点灯させて、たとえば靴２
０を照明する状態にし、また切換ボタン７をオフにする
ことにより靴２０を照明しない状態にすることができ
る。

【００３８】なお、靴２０の照明とは、ランプ１６Ａよ
り路面を照射した光が路面で反射されて靴に当たる光に
より、歩行または走行している人間がいることを夜間で
も第三者に知らしめるとともに自己の足元も照明するこ
とをいう。

【００３９】この照明装置６Ａでは、靴２０が路面を歩
行または走行時に路面をたたくとき、図４のクッション
１０が押されてそのクッション１０の押圧力により閉空
間内の空気などの気体または水などの液体を通して間接
的な圧力１０１が圧電素子１１に加えられると、圧電素
子１１から歪信号電圧が導線１０２を経て送出されてス
イッチ１５をオン動作させコンデンサ１３ｂの充電が行
われ、また靴２０を路面から踏み上げることによりクッ
ション部材１０に対する押圧力１０の解除により、閉空
間内の空気などの気体または水などの液体を通して圧電
素子１１に歪信号電圧が発生しなくなるとコンデンサ１
３ｂの放電が行われ、この放電により照明装置６Ａのラ
ンプ１６Ａを点灯させるとスイッチ１５がオフ動作して
ランプに電力が供給されなくなる。

【００４０】したがって、本実施例では、外部から圧力
１００をクッション部材１０にかけることにより、コン
デンサ１３ｂを充電することができ、また外部からクッ
ション部材１０に対して圧力を解除するとき、コンデン
サ１３ｂの放電を行うことができるので、設置スペース
の狭い靴２０であっても間接照明用の補助電源に備えた
照明装置を設けることが可能になる。

【００４１】（第２変形実施例）実施例１の第２変形実
施例を図６および図７を参照して説明する。 〔第２変形実施例の概要〕第２変形実施例では、夜間に
おける照明やドアの開閉時における照明用の補助電源と
してこれらにエネルギを供給する発電装置の蓄電部を階
段のステップ部分に固着し、階段のステップを踏むむと
き、蓄電部の充電から放電が行われて階段のステップの
周囲を照明する発光素子を点灯させる。

【００４２】〔第２変形実施例の内容〕図６は本発明の
第２変形実施例における発電装置に用いる照明装置の説
明図、図７は家庭内の階段のステップ部に図６の照明装
置を設置した例を示す図である。

【００４３】図７の発電装置に用いる照明装置３０Ｂで
は、蓄電部１３が階段３０のステップ部分に強力接着剤
などにより固着されている。この照明装置６Ｂには、階
段のステップ照明用のランプとしてたとえばエレクトロ
ルミネッセンスＥＬランプを用いている。

【００４４】このＥＬランプを用いることにより、低温
で発光させることができるので、素足でこの部分を踏ん
でも熱さを感じないようにすることができる。この第２
変形実施例では、階段３０のステップ３１を踏むとき、
図６のクッション１０が押されてそのクッション１０の
押圧力により閉空間内の空気などの気体または水などの
液体を通して間接的な圧力１０１が圧電素子１１に加え
られると、圧電素子１１から歪信号電圧が導線１０２を
経て送出されてスイッチ１５をオン動作させコンデンサ
１３ｂの充電が行われ、また階段３０のステップ部分３
１を踏み上げることによりクッション部材１０に対する
押圧力１０の解除により、閉空間内の空気などの気体ま
たは水などの液体を通して圧電素子１１に歪信号電圧が
発生しなくなるとコンデンサ１３ｂの放電が行われ、こ
の放電により照明装置６Ｂのランプ１６Ｂを点灯させる
電力が供給されるとすぐにスイッチ１５がオフ動作して
ランプに電力が供給されなくなる。

【００４５】したがって、本実施例では、外部から圧力
１００をクッション部材１０にかけることにより、コン
デンサ１３ｂを充電することができ、また外部からクッ
ション部材１０に対して圧力を解除するとき、コンデン
サ１３ｂの放電を行うことができるので、設置スペース
の狭い階段３０のステップ３１であっても間接照明用の
補助電源を備えた照明装置を設置することが可能にな
る。

【００４６】（第３変形実施例）実施例１の第３変形実
施例を図８および図９を参照して説明する。 〔第３変形実施例の概要〕第３変形実施例では、自動開
閉ドアの開閉時における照明用の補助電源としてこれら
にエネルギを供給する発電装置の蓄電部を自動開閉ドア
のステップ部分に固着し、その自動開閉ドアのステップ
を踏むとき、蓄電部の充電から放電が行われて自動開閉
ドアのステップの周囲を照明するランプを点灯させる。

【００４７】〔第３変形実施例の内容〕図８は本発明の
第３変形実施例における発電装置に用いる照明装置の説
明図、図９は自動開閉ドアのステップ部に図８の照明装
置を設置した例を示す概要図である。

【００４８】図８の発電装置に用いる照明装置６Ｃで
は、蓄電部１３が自動開閉ドア４５のステップ部分に強
力接着剤などにより固着されている。この照明装置６Ｃ
には、自動開閉ドア４５のステップ照明用のランプとし
てたとえばエレクトロルミネッセンスＥＬランプを用い
ている。

【００４９】このＥＬランプを用いることにより、低温
かつ低消費電力でランプを発光させることができるの
で、雨の日のように傘の水滴によってランプに水滴が付
着するような場合であっても支承なく使用することが可
能である。

【００５０】この第３変形実施例では、自動開閉ドア４
５のステップ４０、４１を室内側あるいは室外側から踏
むとき、図８のクッション１０が押されてそのクッショ
ン１０の押圧力により閉空間内の空気などの気体または
水などの液体を通して間接的な圧力１０１が圧電素子１
１に加えられると、圧電素子１１から歪信号電圧が導線
１０２を経て送出されてスイッチ１５をオン動作させコ
ンデンサ１３ｂの充電が行われ、また自動開閉ドア４５
のステップ４０、４１を踏み上げることによりクッショ
ン部材１０に対する押圧力１０の解除により、閉空間内
の空気などの気体または水などの液体を通して圧電素子
１１に歪信号電圧が発生しなくなるとコンデンサ１３ｂ
の放電が行われ、この放電により照明装置６Ｃのランプ
１６Ｃを点灯させるとスイッチ１５がオフ動作する。

【００５１】したがって、本実施例では、外部から圧力
１００をクッション部材１０にかけることにより、コン
デンサ１３ｂを充電することができ、また外部からクッ
ション部材１０に対して圧力を解除するとき、コンデン
サ１３ｂの放電を行うことができるので、設置スペース
の狭い自動開閉ドア４５のステップ４０、４１であって
も照明用の補助電源を備えた照明装置を設置することが
可能になるとともに、故障の少ない照明装置を提供する
ことができる。

【００５２】

【発明の効果】上記のように本発明によれば、夜間にお
ける照明やドアの開閉時における補助電源としてこれら
にエネルギを供給する発電装置を提供することにより、
電力の省力化を図ることができる。

【００５３】また本発明によれば、夜間における照明や
ドアの開閉時における照明用の補助電源としてこれらに
エネルギを供給する発電装置を用いた照明装置により、
夜間あるいは暗闇での歩行や走行などにより、対象物な
どにぶつかり怪我をしないようにするとともに、故障な
どの少ない装置を提供することができるという効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の概要を示す説明図である。

【図２】本発明の実施例１の概要を示す説明図である。

【図３】本発明の実施例１の概要を示す説明図である。

【図４】本発明の実施例１の第１変形実施例の概要を示
す説明図である。

【図５】本発明の第１変形実施例１の説明図である。

【図６】本発明の実施例１の第２変形実施例の概要を示
す説明図である。

【図７】本発明の第２変形実施例の説明図である。

【図８】本発明の実施例１の第３変形実施例の概要を示
す説明図である。

【図９】本発明の第３変形実施例の説明図である。

【符号の説明】

５ 発電装置 ５Ａ 発電装置 ５Ｂ 発電装置 ５Ｃ 発電装置 ６ 照明装置 ６Ａ 照明装置 ６Ｂ 照明装置 ６Ｃ 照明装置 １０ クッション部材 １１ 圧電素子 １３ 蓄電部 １３ａ 二次電池 １３ｂ コンデンサ １５ スイッチ １６ ランプ １６Ａ ランプ １６Ｂ ランプ １６Ｃ ランプ ３０ 階段 ３１ ステップ ４０ 室外側ステップ ４１ 室内側ステップ ４５ 自動開閉ドア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝撃を吸収するクッションと、このク
   ッション内に組み込んだ圧電素子と、 前記クッションが押されたときにそのクッションを通っ
   て前記圧電素子に押圧力を加えて前記圧電素子に発生し
   た電気信号によりオン動作するスイッチ部と、 このスイッチ部のオン動作により充電をする充電部と、 前記クッションが押し戻されてもとのクッションの状態
   に戻ろうとするとき、前記圧電素子から発生した電気信
   号を放電する放電部とを備え、 この放電部から瞬時電力が被瞬時電力供給対象に供給さ
   れると前記スイッチがオフ動作する、発電装置。
2. 【請求項２】 前記充電部および放電部からなる蓄電
   部を靴に固着し、その靴が路面を歩行または走行時に路
   面をたたくとき、クッションが押されてそのクッション
   の押圧力により充電が行われ、またその靴が路面を歩行
   または走行時に蹴り上げるときクッションが元のクッシ
   ョンの状態に戻されて放電を行ない、前記蓄電部からの
   電気信号により前記靴の周囲を照明するための発光素子
   を点灯させる照明部を有する、請求項１記載の発電装
   置。
3. 【請求項３】 前記充電部および放電部からなる蓄電
   部を階段のステップ部分に沿って固着し、そのステップ
   部分を踏むと前記クッションが押されてそのクッション
   の押圧力により充電が行われ、また階段のステップ部分
   を踏み上げるとクッションが元のクッションの状態に戻
   されて放電を行ない、前記蓄電部からの電気信号により
   前記階段のステップ部分を照明する照明部を有する、請
   求項１記載の発電装置。
4. 【請求項４】 前記充電部および放電部からなる蓄
   電部を自動開閉するドアのステップ部分に固着し、その
   ステップ部分を踏むと前記クッションが押されてそのク
   ッションの押圧力により充電が行われ、また自動開閉す
   るドアのステップ部分を踏み上げるとクッションが元の
   クッションの状態に戻されて放電を行ない、前記蓄電部
   からの電気信号により前記自動開閉するドアのステップ
   部分を照明する照明部を有する、請求項１記載の発電装
   置。