JPH09163771A - Method and apparatus for power generation and portable power generator - Google Patents
Method and apparatus for power generation and portable power generatorInfo
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発電装置に係り、
特に携帯用機器に対して電力を供給するのに好適な携帯
用の発電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generator,
In particular, the present invention relates to a portable power generator suitable for supplying electric power to a portable device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、携帯用の発電装置としては、錘の
回転によって磁界内をコイル等が移動することにより誘
導起電力を発生させるものや、圧電素子を用いて当該圧
電素子に力を加えて変形させ、その際に、いわゆるピエ
ゾ効果により圧電素子に発生すす起電力を用いたものが
一般的であった。2. Description of the Related Art Conventionally, as a portable power generator, one that generates an induced electromotive force by moving a coil or the like in a magnetic field due to rotation of a weight, or a piezoelectric element is used to apply a force to the piezoelectric element. In general, the electromotive force generated in the piezoelectric element due to the so-called piezo effect is used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、錘の回
転によって誘導起電力を発生させる方法では、例えば、
歩行中に発電するような場合に、靴等の揺動する部分に
設置しても効率が十分でないという問題点があった。However, in the method of generating the induced electromotive force by the rotation of the weight, for example,
In the case of generating power while walking, there is a problem in that the efficiency is not sufficient even if it is installed on a swinging part such as shoes.
【0004】また、圧電素子を用いて発電する方法で
は、当該圧電素子として高効率なセラミック系の圧電素
子(例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等)を用いるのが一
般的であるが、このセラミック系の圧電素子は破損しや
すく、携帯時に圧電素子が破損して発電ができなくなる
という問題点があった。In the method of generating electric power using a piezoelectric element, it is common to use a highly efficient ceramic piezoelectric element (eg lead zirconate titanate) as the piezoelectric element. However, there is a problem that the piezoelectric element is easily damaged, and the piezoelectric element is damaged when being carried so that power cannot be generated.
【0005】そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて
成されたもので、その課題は、携帯に便利で、且つ、安
定し効率的で安価に発電が可能な携帯用発電装置を提供
することにある。Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a portable power generator which is convenient to carry, stable, efficient, and inexpensive to generate power. To do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、外部から与えられる力
を受けて変形することにより磁界を発生すると共に、更
に変形することにより当該磁界が変化する磁気歪素子を
変形させて前記磁界を変化させる磁界変化過程と、前記
磁界の変化により誘導起電力を発生させる誘導起電力発
生過程と、を備えて構成される。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 generates a magnetic field by deforming by receiving a force applied from the outside, and further deforms the magnetic field. A magnetic field changing process of changing the magnetic field by deforming the magnetostrictive element in which the magnetic field changes and an induced electromotive force generating process of generating induced electromotive force by the change of the magnetic field are configured.
【0007】請求項1に記載の発明の作用によれば、磁
界変化過程において、磁気歪素子を変形させて磁界を変
化させる。そして、誘導起電力発生過程において、上記
磁界の変化により誘導起電力を発生させる。According to the operation of the invention described in claim 1, in the magnetic field changing process, the magnetostrictive element is deformed to change the magnetic field. Then, in the induced electromotive force generation process, the induced electromotive force is generated by the change of the magnetic field.
【0008】よって、磁気歪素子を用いているので、当
該磁気歪素子が破損しにくくなることにより、継続して
安定した発電を行うことができる。また、磁気歪素子を
小型化することにより、装置全体を大型化せずに発電可
能となる。Thus, since the magnetostrictive element is used, the magnetostrictive element is less likely to be damaged, so that stable power generation can be continuously performed. Further, by reducing the size of the magnetostrictive element, it is possible to generate electricity without increasing the size of the entire device.
【0009】上記の課題を解決するために、請求項2に
記載の発明は、外部から与えられる力を受けて変形する
ことにより磁界を発生すると共に、更に変形することに
より当該磁界が変化する磁気歪素子と、前記磁界の変化
により誘導起電力を発生する誘導起電力発生手段と、を
備えて構成される。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 2 is a magnetic field in which a magnetic field is generated by being deformed by receiving a force applied from the outside, and the magnetic field is changed by further deformation. The distortion element and the induced electromotive force generating means for generating an induced electromotive force by the change of the magnetic field are provided.
【0010】請求項2に記載の発明の作用によれば、磁
気歪素子は、外部から与えられる力を受けて変形するこ
とにより磁界を発生すると共に、更に変形することによ
り当該磁界が変化する。According to the operation of the invention described in claim 2, the magnetostrictive element generates a magnetic field by being deformed by receiving a force applied from the outside, and the magnetic field is changed by further deforming.
【0011】そして、誘導起電力発生手段は、上記磁界
の変化により誘導起電力を発生する。よって、磁気歪素
子を用いているので、当該磁気歪素子が破損しにくくな
り、継続して安定した発電を行うことができる。Then, the induced electromotive force generating means generates an induced electromotive force by the change of the magnetic field. Therefore, since the magnetostrictive element is used, the magnetostrictive element is less likely to be damaged and continuous stable power generation can be performed.
【0012】また、磁気歪素子を小型化することによ
り、発電装置全体を大型化せずに発電可能な発電装置を
実現できる。上記の課題を解決するために、請求項3に
記載の発明は、履物底内に固定され、外部から与えられ
る力を受けて変形することにより磁界を発生すると共
に、更に変形することにより当該磁界が変化する磁気歪
素子と、前記磁気歪素子の変形によって生じる前記磁界
の変化により誘導起電力を発生する誘導起電力発生手段
と、前記発生した誘導起電力を整流するダイオードブリ
ッジ等の整流手段と、を備えて構成される。Further, by reducing the size of the magnetostrictive element, it is possible to realize a power generating device that can generate power without increasing the size of the entire power generating device. In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 3 is fixed in the footwear sole, generates a magnetic field by being deformed by receiving a force applied from the outside, and further deforms the magnetic field. A magnetostrictive element that changes, an induced electromotive force generating unit that generates an induced electromotive force due to a change in the magnetic field caused by deformation of the magnetostrictive element, and a rectifying unit such as a diode bridge that rectifies the generated induced electromotive force. , And are configured.
【0013】請求項3に記載の発明の作用によれば、磁
気歪素子は、履物底内に固定され、外部から与えられる
力を受けて変形することにより磁界を発生すると共に、
更に変形することにより当該磁界が変化する。According to the operation of the invention described in claim 3, the magnetostrictive element is fixed in the footwear sole and is deformed by receiving a force applied from the outside, and at the same time, generates a magnetic field.
Further deformation causes the magnetic field to change.
【0014】そして、誘導起電力発生手段は、上記磁気
歪素子の変形によって生じる磁界の変化により誘導起電
力を発生する。その後、整流手段は、発生した誘導起電
力を整流する。Then, the induced electromotive force generating means generates an induced electromotive force by the change of the magnetic field caused by the deformation of the magnetostrictive element. After that, the rectifying means rectifies the generated induced electromotive force.
【0015】よって、上記履物を履いた使用者の歩行又
は走行により磁気歪素子に加えられる力によって当該磁
気歪素子が変形することにより磁界が変化し、当該磁界
の変化により発生した誘導起電力を整流するので、簡易
な構成で持続的に発電できる簡便な携帯用発電装置が実
現できる。Therefore, the magnetic field is changed by the deformation of the magnetostrictive element by the force applied to the magnetostrictive element by the walking or running of the user wearing the above-mentioned footwear, and the induced electromotive force generated by the change of the magnetic field is generated. Since it is rectified, it is possible to realize a simple portable power generator that can continuously generate power with a simple configuration.
【0016】また、磁気歪素子を用いているので、破損
することが少なく、安定した発電を行うことができる。
上記の課題を解決するために、請求項4に記載の発明
は、履物底内に一端が固定され、外部から与えられる力
を受けて変形することにより磁界を発生すると共に、更
に変形することにより当該磁界が変化する磁気歪素子
と、前記履物底内に移動自由に収納されると共に、前記
磁気歪素子の他端に固定され、当該磁気歪素子を変形さ
せる錘と、前記磁気歪素子の変形によって生じる前記磁
界の変化により誘導起電力を発生する誘導起電力発生手
段と、前記発生した誘導起電力を整流するダイオードブ
リッジ等の整流手段と、を備えて構成される。Further, since the magnetostrictive element is used, damage is less likely to occur and stable power generation can be performed.
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 4 is such that one end is fixed in the footwear sole, and a magnetic field is generated by being deformed by receiving a force applied from the outside, and further deformed. A magnetostrictive element in which the magnetic field changes, a weight that is housed movably in the footwear sole and fixed to the other end of the magnetostrictive element, and that deforms the magnetostrictive element, and a deformation of the magnetostrictive element. The induced electromotive force generating means for generating an induced electromotive force due to the change in the magnetic field generated by the magnetic field and the rectifying means such as a diode bridge for rectifying the generated induced electromotive force.
【0017】請求項4に記載の発明の作用によれば、磁
気歪素子は、履物底内に一端が固定され、外部から与え
られる力を受けて変形することにより磁界を発生すると
共に、更に変形することにより当該磁界が変化する。According to the action of the invention described in claim 4, one end of the magnetostrictive element is fixed in the footwear sole, and the magnetostrictive element is deformed by receiving a force applied from the outside to generate a magnetic field and further deformed. By doing so, the magnetic field changes.
【0018】このとき、錘は、履物底内に移動自由に収
納されると共に、磁気歪素子の他端に固定され、磁気歪
素子を変形させる。そして、誘導起電力発生手段は、上
記磁気歪素子の変形によって生じる磁界の変化により誘
導起電力を発生する。At this time, the weight is housed in the sole of the footwear so as to move freely, and is fixed to the other end of the magnetostrictive element to deform the magnetostrictive element. Then, the induced electromotive force generating means generates an induced electromotive force due to a change in the magnetic field generated by the deformation of the magnetostrictive element.
【0019】その後、整流手段は、発生した誘導起電力
を整流する。よって、上記履物を履いた使用者の歩行又
は走行による振動に起因して錘に加えられる力に基づい
て磁気歪素子が変形することにより発生した誘導起電力
を整流するので、簡易な構成で持続的に発電できる簡便
な携帯用発電装置が実現できる。After that, the rectifying means rectifies the generated induced electromotive force. Therefore, the induced electromotive force generated by the deformation of the magnetostrictive element based on the force applied to the weight due to the vibration caused by the walking or running of the user wearing the above-mentioned footwear is rectified, so that it can be maintained with a simple configuration. It is possible to realize a simple portable power generation device that can generate electricity efficiently.
【0020】また、磁気歪素子を用いているので、破損
することが少なく、安定した発電を行うことができる。
上記の課題を解決するために、請求項5に記載の発明
は、履物底内に収納され、磁界を発生する磁界発生手段
と、前記発生した磁界内を移動することにより誘導起電
力が発生するコイルと、前記発生した誘導起電力を整流
するダイオードブリッジ等の整流手段と、を備えて構成
される。Further, since the magnetostrictive element is used, damage is less likely to occur and stable power generation can be performed.
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 5 is that the induced electromotive force is generated by moving the magnetic field generating means that is housed in the footwear sole and generates a magnetic field and the generated magnetic field. It comprises a coil and a rectifying means such as a diode bridge for rectifying the generated induced electromotive force.
【0021】請求項5に記載の発明の作用によれば、磁
界発生手段は、履物底内に収納され、磁界を発生する。
このとき、コイルには、発生した磁界内を移動すること
により誘導起電力が発生する。According to the operation of the invention described in claim 5, the magnetic field generating means is housed in the footwear sole and generates a magnetic field.
At this time, an induced electromotive force is generated in the coil by moving in the generated magnetic field.
【0022】そして、整流手段は、発生した誘導起電力
を整流する。よって、上記履物を履いた使用者の歩行又
は走行によってコイルが磁界内を移動することによりコ
イルに発生した誘導起電力を整流するので、簡易な構成
で持続的に発電できる簡便な携帯用発電装置が実現でき
る。The rectifying means rectifies the generated induced electromotive force. Therefore, since the induced electromotive force generated in the coil is rectified by the coil moving in the magnetic field when the user wearing or wearing the above-mentioned footwear walks or runs, a simple portable power generator that can continuously generate power with a simple configuration. Can be realized.
【0023】上記の課題を解決するために、請求項6に
記載の発明は、請求項5に記載の携帯用発電装置におい
て、前記磁界発生手段は、履物底内の一の面に固定され
ていると共に、前記コイルは、前記磁界内にあると共に
前記履物底内の前記一の面に対向する他の面に固定さ
れ、当該コイルが前記磁界内を移動することにより誘導
起電力を発生するように構成される。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 6 is the portable power generator according to claim 5, wherein the magnetic field generating means is fixed to one surface in the footwear sole. While the coil is in the magnetic field and is fixed to the other surface of the footwear sole that faces the one surface, the coil moves in the magnetic field to generate an induced electromotive force. Is composed of.
【0024】請求項6に記載の発明の作用によれば、請
求項5に記載の発明の作用に加えて、磁界発生手段は、
履物底内の一の面に固定されていると共に、コイルは、
磁界内にあると共に履物底内の上記一の面に対向する他
の面に固定され、当該コイルが磁界内を移動することに
より誘導起電力を発生するので、効率よく発電を行うこ
とができる。According to the operation of the invention described in claim 6, in addition to the operation of the invention described in claim 5, the magnetic field generating means includes:
The coil is fixed to one surface in the bottom of the footwear,
The coil is fixed to the other surface of the shoe bottom that is in the magnetic field and is opposed to the one surface, and since the coil moves in the magnetic field to generate an induced electromotive force, power can be efficiently generated.
【0025】上記の課題を解決するために、請求項7に
記載の発明は、請求項5又は6に記載の携帯用発電装置
において、前記磁界発生手段は、永久磁石であるように
構成される。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 7 is the portable power generator according to claim 5 or 6, wherein the magnetic field generating means is a permanent magnet. .
【0026】請求項7に記載の発明の作用によれば、請
求項5又は6に記載の発明の作用に加えて、磁界発生手
段が永久磁石であるので、安価に携帯用発電装置を構成
することができると共に、破損することが少なく、安定
した発電を行うことができる。According to the action of the invention described in claim 7, in addition to the action of the invention described in claim 5 or 6, since the magnetic field generating means is a permanent magnet, the portable power generator is inexpensively constructed. In addition, it is possible to perform stable power generation with less damage.
【0027】上記の課題を解決するために、請求項8に
記載の発明は、歩数計内に一端が固定され、外部から与
えられる力を受けて変形することにより磁界を発生する
と共に、更に変形することにより当該磁界が変化する磁
気歪素子と、前記歩数計内に移動自由に収納されると共
に、前記磁気歪素子の他端に固定され、前記磁気歪素子
を変形させる錘と、前記磁気歪素子の変形によって生じ
る前記磁界の変化により誘導起電力を発生する誘導起電
力発生手段と、前記発生した誘導起電力を整流するダイ
オードブリッジ等の整流手段と、を備えて構成される。In order to solve the above-mentioned problems, the invention as set forth in claim 8 has one end fixed in the pedometer and generates a magnetic field by being deformed by receiving a force applied from the outside and further deformed. And a magnetostrictive element whose magnetic field changes by being accommodated movably in the pedometer and fixed to the other end of the magnetostrictive element to deform the magnetostrictive element, and the magnetostrictive element. The device includes an induced electromotive force generating unit that generates an induced electromotive force due to the change in the magnetic field caused by the deformation of the element, and a rectifying unit such as a diode bridge that rectifies the generated induced electromotive force.
【0028】請求項8に記載の発明の作用によれば、磁
気歪素子は、歩数計内に一端が固定され、外部から与え
られる力を受けて変形することにより磁界を発生すると
共に、更に変形することにより当該磁界が変化する。According to the action of the invention described in claim 8, one end of the magnetostrictive element is fixed in the pedometer, and the magnetostrictive element generates a magnetic field by being deformed by receiving a force applied from the outside, and is further deformed. By doing so, the magnetic field changes.
【0029】このとき、錘は、歩数計内に移動自由に収
納されると共に、磁気歪素子の他端に固定され、磁気歪
素子を変形させる。そして、誘導起電力発生手段は、上
記磁気歪素子の変形によって生じる磁界の変化により誘
導起電力を発生する。At this time, the weight is housed movably in the pedometer and is fixed to the other end of the magnetostrictive element to deform the magnetostrictive element. Then, the induced electromotive force generating means generates an induced electromotive force due to a change in the magnetic field generated by the deformation of the magnetostrictive element.
【0030】その後、整流手段は、発生した誘導起電力
を整流する。よって、上記歩数計を携帯した使用者の歩
行又は走行による振動に起因して錘に加えられる力に基
づいて磁気歪素子が変形することにより発生した誘導起
電力を整流するので、簡易な構成で持続的に発電できる
簡便な携帯用発電装置が実現できる。After that, the rectifying means rectifies the generated induced electromotive force. Therefore, since the induced electromotive force generated by the deformation of the magnetostrictive element based on the force applied to the weight due to the vibration caused by the walking or running of the user carrying the pedometer is rectified, a simple configuration is provided. It is possible to realize a simple portable power generation device that can continuously generate power.
【0031】また、磁気歪素子を用いているので、破損
することが少なく、安定した発電を行うことができる。
上記の課題を解決するために、請求項9に記載の発明
は、請求項3、4又は8のいずれか一項に記載の携帯用
発電装置において、前記誘導起電力発生手段は、前記磁
気歪素子に巻回され、前記整流手段に接続されたコイル
であるように構成される。Further, since the magnetostrictive element is used, damage is less likely to occur and stable power generation can be performed.
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 9 is the portable power generation device according to any one of claims 3, 4 and 8, wherein the induced electromotive force generating means includes the magnetostriction. The coil is wound around the element and is connected to the rectifying means.
【0032】請求項9に記載の発明の作用によれば、請
求項3、4又は8のいずれか一項に記載の発明の作用に
加えて、誘導起電力発生手段は、磁気歪素子に巻回さ
れ、整流手段に接続されたコイルであるので、簡易な構
成で且つ安価に誘導起電力を発生させることができる。According to the action of the invention described in claim 9, in addition to the action of the invention described in any one of claims 3, 4 and 8, the induced electromotive force generating means is wound around the magnetostrictive element. Since the coil is rotated and connected to the rectifying means, the induced electromotive force can be generated at a low cost with a simple configuration.
【0033】上記の課題を解決するために、請求項10
に記載の発明は、請求項3から9のいずれか一項に記載
の携帯用発電装置であって、前記整流された誘導起電力
を蓄積する蓄電池等の蓄電手段を備えて構成される。[0033] In order to solve the above-mentioned problems, a tenth aspect is provided.
The invention according to claim 3 is the portable power generation device according to any one of claims 3 to 9, which is configured to include a power storage unit such as a storage battery that stores the rectified induced electromotive force.
【0034】請求項10に記載の発明の作用によれば、
請求項3から9のいずれか一項に記載の発明の作用に加
えて、蓄電手段は、整流された誘導起電力を蓄積するの
で、大電力が必要な場合に蓄積された電力を用いて対応
することができる。According to the operation of the tenth aspect of the present invention,
In addition to the action of the invention described in any one of claims 3 to 9, since the storage means stores the rectified induced electromotive force, the stored power is used when a large amount of power is required. can do.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
について、図面に基づいて説明する。 (I)第1実施形態 始めに、請求項1、2、3、9及び10に記載の発明に
対応する第1の実施形態について、図1及び図2を用い
て説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (I) First Embodiment First, a first embodiment corresponding to the invention described in claims 1, 2, 3, 9 and 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
【0036】なお、図1及び図2は靴の踵部に本発明に
係る携帯用発電装置を組込んだ実施形態を示している。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る携帯用発
電装置S1 は、履物としての靴1の踵部2内に形成され
た空間3内に固定された磁気歪素子10と、磁気歪素子
10に巻回された誘導起電力発生手段としてのコイル1
1と、コイル11に接続された整流手段としてのダイオ
ードブリッジ12と、ダイオードブリッジ12の出力端
に接続された蓄電手段としての蓄電池13とにより構成
されている。1 and 2 show an embodiment in which the portable power generator according to the present invention is incorporated in the heel of a shoe.
As shown in FIGS. 1 and 2, a portable power generator S 1 according to the present embodiment includes a magnetostrictive element 10 fixed in a space 3 formed in a heel portion 2 of a shoe 1 as footwear, Coil 1 as an induced electromotive force generating means wound around the magnetostrictive element 10.
1, a diode bridge 12 as a rectifying means connected to the coil 11, and a storage battery 13 as a power storage means connected to the output end of the diode bridge 12.
【0037】ここで、磁気歪素子10は、その長手方向
の端部10A及び10Bが空間3内の中底側面3A及び
表底側面3Bに夫々接着剤等により固定されており、そ
の材料としては、Co50Fe50(下付数字は重量%を示
す。)又は0.8Co−2.2Fe−4O等が用いられ
る。Here, the magnetostrictive element 10 has its longitudinal end portions 10A and 10B fixed to the inner bottom side surface 3A and the front bottom side surface 3B in the space 3 by an adhesive or the like. , Co 50 Fe 50 (subscript indicates weight%), 0.8Co-2.2Fe-4O, or the like.
【0038】また、ダイオードブリッジ12及び蓄電池
13については、磁気歪素子10及びコイル11ととも
に空間3内に収納するようにしてもよいし、ダイオード
ブリッジ12及び蓄電池13だけ別に使用者の腰等にベ
ルト等を用いて保持し、ダイオードブリッジ12とコイ
ル11とを接続するようにしてもよい。The diode bridge 12 and the storage battery 13 may be housed in the space 3 together with the magnetostrictive element 10 and the coil 11. Alternatively, only the diode bridge 12 and the storage battery 13 may be belted around the user's waist or the like. Alternatively, the diode bridge 12 and the coil 11 may be connected to each other.
【0039】次に動作を説明する。本実施形態の携帯用
発電装置S1 を備えた靴1を履いた使用者が歩行又は走
行すると、空間3内の中底側面3A及び表底側面3Bに
固定されている磁気歪素子10に対して、図2に実線矢
印で示すように、踏みつけたときには磁気歪素子10を
圧縮して変形させる方向に力が加わり、足を浮かせたと
きには磁気歪素子10を伸張して変形させる方向に力が
加わることとなる。そして、夫々の方向に加わる力によ
り磁気歪素子10が圧縮又は伸張の方向に変形する。す
ると、磁気歪素子10において、図2に破線矢印で示す
方向に磁界の変化が発生し、この磁界の変化によりコイ
ル11に誘導起電力が発生する。Next, the operation will be described. When the user wearing the shoe 1 including the portable power generator S 1 of the present embodiment walks or runs, the magnetostrictive element 10 fixed to the inner bottom side surface 3A and the front bottom side surface 3B in the space 3 As shown by the solid line arrow in FIG. 2, a force is applied in the direction of compressing and deforming the magnetostrictive element 10 when stepped on, and a force in the direction of extending and deforming the magnetostrictive element 10 when lifting the foot. Will join. Then, the magnetostrictive element 10 is deformed in the compression or expansion direction by the force applied in each direction. Then, in the magnetostrictive element 10, a change in magnetic field occurs in the direction indicated by the broken line arrow in FIG. 2, and an induced electromotive force is generated in the coil 11 due to this change in magnetic field.
【0040】ここで、発生する誘導起電力の大きさを磁
気歪素子10が単結晶の場合について求めてみる。図2
において、求める誘導起電力をe、磁気歪素子10の<
100>方向の磁気歪定数をλ100 、磁気歪素子10に
力が加わる方向に垂直な面の単位面積当たりの圧力を
σ、磁気歪素子10の力が加わる方向に垂直な面の面積
をS、時間をt、磁気歪素子10に対するコイル11の
巻き方等の構造により決定される定数をaとすると、磁
気歪素子10に力が加わる方向と磁気歪素子10の結晶
面における<100>方向とを平行になるように磁気歪
素子10を固定した場合には、Here, the magnitude of the induced electromotive force generated will be calculated for the case where the magnetostrictive element 10 is a single crystal. FIG.
, The induced electromotive force sought is e, and the magnetostrictive element 10 <
The magnetostriction constant in the 100> direction is λ 100 , the pressure per unit area of the surface perpendicular to the direction in which the force is applied to the magnetostrictive element 10 is σ, and the area of the surface perpendicular to the direction in which the force of the magnetostrictive element 10 is applied is S. , Time is t, and a is a constant determined by the structure of the coil 11 wound around the magnetostrictive element 10 and the like, the direction in which the force is applied to the magnetostrictive element 10 and the <100> direction in the crystal plane of the magnetostrictive element 10. When the magnetostrictive element 10 is fixed so that and become parallel,
【0041】[0041]
【数1】 となり、この関係から誘導起電力eを求めることができ
る。このようにして使用者が歩行又は走行する度にコイ
ル11に発生する誘導起電力は、ダイオードブリッジ1
2により全波整流され、直流電流となって蓄電池13に
蓄積される。そして、必要に応じて携帯用機器等の電源
として用いられる。[Equation 1] Therefore, the induced electromotive force e can be obtained from this relationship. In this way, the induced electromotive force generated in the coil 11 each time the user walks or runs is the diode bridge 1
2 is full-wave rectified and becomes a direct current and is stored in the storage battery 13. Then, it is used as a power source of a portable device or the like as needed.
【0042】なお、上記の説明においては、予め磁気歪
素子10に発生していた磁界が当該磁気歪素子10の変
形により変化し、この磁界の変化により誘導起電力が発
生する場合について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、初期磁界を零とし、歩行又は走行の度に磁界が新た
に発生するようにし、この磁界の発生により実質的にコ
イル11を通る磁界が変化したことと等価となって誘導
起電力が発生するようにすることもできる。In the above description, the magnetic field generated in the magnetostrictive element 10 in advance is changed by the deformation of the magnetostrictive element 10, and the induced electromotive force is generated by the change in the magnetic field. The present invention is not limited to this, the initial magnetic field is set to zero, a new magnetic field is generated each time walking or running, and it is equivalent to that the magnetic field passing through the coil 11 is substantially changed by the generation of this magnetic field. Therefore, induced electromotive force can be generated.
【0043】また、蓄電池13の代わりに大容量のコン
デンサを用いてもよい。更に、上記の磁気歪素子10の
材料として説明したものの他に、ジスプロシゥム(D
y)、テルビゥム(Tb)等の重希土類金属と鉄(F
e)とのLaves型金属間化合物(R−Fe2 )系合
金(いわゆる、超磁気歪素子)を用いれば、磁気歪素子
10の変形により変化する磁界の変化率も大きくなるの
で、コイル11に発生する誘導起電力も大きくなり、効
率的な発電を行うことができる。A large-capacity capacitor may be used instead of the storage battery 13. Further, in addition to the materials described as the material of the magnetostrictive element 10, dysprosium (D
y), terbium (Tb) and other heavy rare earth metals and iron (F
If a Laves type intermetallic compound (R—Fe 2 ) alloy with (e) is used (so-called giant magnetostrictive element), the rate of change of the magnetic field that changes due to the deformation of the magnetostrictive element 10 also increases, so The induced electromotive force generated is also large, and efficient power generation can be performed.
【0044】以上説明したように、第1実施形態の携帯
用発電装置S1 によれば、当該携帯用発電装置S1 を組
込んだ靴1を履いた使用者の歩行又は走行により発生し
た誘導起電力を蓄積するので、簡易な構成で持続的に発
電できる簡便な携帯用発電装置が実現できる。また、金
属系の材料により成る磁気歪素子10を用いているの
で、セラミック系の材料を用いて発電する場合よりも破
損することが少なく、安定した発電を行うことができ
る。 (II)第2実施形態 次に、請求項1、2、4、9及び10に記載の発明に対
応する第2の実施形態について、図3を用いて説明す
る。なお、図3において、第1実施形態と同様の部材に
ついては同様の部材番号を付し、その細部の説明は省略
する。As described above, according to the portable power generator S 1 of the first embodiment, the guidance generated by the walking or running of the user wearing the shoe 1 incorporating the portable power generator S 1 therein. Since the electromotive force is stored, it is possible to realize a simple portable power generation device that can continuously generate power with a simple configuration. In addition, since the magnetostrictive element 10 made of a metal-based material is used, it is less likely to be damaged than in the case of power generation using a ceramic-based material, and stable power generation can be performed. (II) Second Embodiment Next, a second embodiment corresponding to the invention described in claims 1, 2 , 4, 9 and 10 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0045】上記の第1実施形態においては、靴1の踵
部2内に形成された空間3の表底側面3B及び中底側面
3Aに磁気歪素子10を固定したが、第2実施形態で
は、磁気歪素子の一端に空間3内を自由に移動可能な錘
が固定されており、この錘に対して使用者の歩行又は走
行により掛かる重力及び加速度により磁気歪素子が変形
し、この変形により磁界が変化して誘導起電力が発生す
る。In the above-described first embodiment, the magnetostrictive element 10 is fixed to the outsole side surface 3B and the insole side surface 3A of the space 3 formed in the heel portion 2 of the shoe 1, but in the second embodiment. A weight that can freely move in the space 3 is fixed to one end of the magnetostrictive element, and the magnetostrictive element is deformed by the gravity and the acceleration applied to the weight by a user's walking or running, and this deformation causes The magnetic field changes and induced electromotive force is generated.
【0046】図3に示すように、本実施形態に係る携帯
用発電装置S2 は、履物としての靴1’の踵部2’内に
形成された空間3’の表底側面3Aに長手方向の一端2
0Aが固定された磁気歪素子20と、磁気歪素子20の
長手方向の他端に固定されるとともに空間3’内を自由
に移動可能な錘21と、磁気歪素子20に巻回されたコ
イル11とを備えている。その他の構成は、第1実施形
態と同様であるので、細部の説明は省略する。As shown in FIG. 3, the portable power generator S 2 according to the present embodiment has a longitudinal direction on the outsole side surface 3A of the space 3'formed in the heel portion 2'of the shoe 1'as footwear. One end 2
The magnetostrictive element 20 to which 0A is fixed, the weight 21 fixed to the other end of the magnetostrictive element 20 in the longitudinal direction and freely movable in the space 3 ′, and the coil wound around the magnetostrictive element 20. 11 and 11. The other configurations are similar to those of the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
【0047】ここで、磁気歪素子20の長手方向の一端
20Aは、空間3’内の中底側面3’Aに接着剤等によ
り固定されている。磁気歪素子20の材料としては、第
1実施形態と同様のものが用いられる。Here, one end 20A in the longitudinal direction of the magnetostrictive element 20 is fixed to the inner bottom side surface 3'A in the space 3'with an adhesive or the like. As the material of the magnetostrictive element 20, the same material as in the first embodiment is used.
【0048】次に動作を説明する。本実施形態の携帯用
発電装置S2 を備えた靴1’を履いた使用者が歩行又は
走行すると、その上下運動により、錘21に図3に実線
矢印で示す方向に重力及び加速度が掛かり、この重力及
び加速度により空間3’内の中底側面3’Aに一端が固
定されている磁気歪素子20が圧縮又は伸張する方向に
変形する。すると、磁気歪素子20において、図3に破
線矢印で示す方向に磁界の変化が発生し、この磁界の変
化によりコイル11に誘導起電力が発生する。このと
き、発生する誘導起電力の大きさについては第1実施形
態と同様である。Next, the operation will be described. When the user wearing the shoe 1 ′ equipped with the portable power generator S 2 of the present embodiment walks or runs, the weight 21 is subjected to gravity and acceleration in the direction indicated by the solid arrow in FIG. Due to this gravity and acceleration, the magnetostrictive element 20 whose one end is fixed to the inner bottom side surface 3′A in the space 3 ′ is deformed in the direction of compression or extension. Then, in the magnetostrictive element 20, a change in the magnetic field occurs in the direction indicated by the dashed arrow in FIG. 3, and an induced electromotive force is generated in the coil 11 due to this change in the magnetic field. At this time, the magnitude of the induced electromotive force generated is the same as in the first embodiment.
【0049】以下、第1実施形態と同様にして、発生し
た誘導起電力がダイオードブリッジ12により全波整流
され、直流電流となって蓄電池13に蓄積される。そし
て、必要に応じて携帯用機器等の電源として用いられ
る。Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, the generated induced electromotive force is full-wave rectified by the diode bridge 12 and becomes a direct current and is stored in the storage battery 13. Then, it is used as a power source of a portable device or the like as needed.
【0050】なお、第2実施形態においても、第1実施
形態と同様に、初期磁界を零とし、歩行又は走行の度に
磁界が新たに発生するようにし、この磁界の発生により
実質的にコイル11を通る磁界が変化したことと等価と
なって誘導起電力が発生するようにすることもできる。In the second embodiment as well, as in the first embodiment, the initial magnetic field is set to zero so that a new magnetic field is generated each time the user walks or runs, and the generation of this magnetic field causes the coil to be substantially coiled. It is also possible to generate induced electromotive force, which is equivalent to a change in the magnetic field passing through 11.
【0051】更に、上記の磁気歪素子20の材料として
第1実施形態において説明した超磁気歪材料を用いるこ
ともできる。更にまた、蓄電池13の代わりに大容量の
コンデンサを用いてもよい。Further, the giant magnetostrictive material described in the first embodiment can be used as the material of the magnetostrictive element 20. Furthermore, a large-capacity capacitor may be used instead of the storage battery 13.
【0052】以上説明したように、第2実施形態の携帯
用発電装置S2 によれば、当該携帯用発電装置S2 を組
込んだ靴1’を履いた使用者の歩行又は走行により発生
した誘導起電力を蓄積するので、第1実施形態と同様
に、簡易な構成で持続的に発電できる簡便な携帯用発電
装置が実現できる。また、金属系の材料により成る磁気
歪素子10を用いているので、破損することが少なく、
安定した発電を行うことができる。 (III )第3実施形態 次に、請求項1、2、8乃至10に記載の発明に対応す
る第3の実施形態について、図4を用いて説明する。な
お、図4において、第1実施形態又は第2実施形態と同
様の部材については同様の部材番号を付し、その細部の
説明は省略する。As described above, according to the portable power generator S 2 of the second embodiment, it is caused by walking or running of the user wearing the shoe 1 ′ incorporating the portable power generator S 2 . Since the induced electromotive force is stored, it is possible to realize a simple portable power generation device capable of continuously generating power with a simple configuration, as in the first embodiment. Further, since the magnetostrictive element 10 made of a metallic material is used, it is less likely to be damaged,
Stable power generation can be performed. (III) Third Embodiment Next, a third embodiment corresponding to the invention described in claims 1, 2, 8 to 10 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same members as those in the first or second embodiment are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted.
【0053】上記の第2実施形態においては、靴1’の
踵部2内に形成された空間3の中底側面3Aに磁気歪素
子20の一端を固定し、他端に錘21を固定したが、第
3実施形態では、磁気歪素子の一端を歩数計(万歩計)
内の一面に固定し、他端に当該歩数計内を移動自由にさ
れた錘が固定されており、この歩数計を携帯した使用者
の歩行又は走行により歩数計が振動し、この振動により
錘に加えられる重力及び加速度によって磁気歪素子が変
形し、これにより誘導起電力が発生する。In the second embodiment described above, one end of the magnetostrictive element 20 is fixed to the midsole side surface 3A of the space 3 formed in the heel portion 2 of the shoe 1 ', and the weight 21 is fixed to the other end. However, in the third embodiment, one end of the magnetostrictive element is connected to a pedometer (pedometer).
The pedometer is fixed to one surface of the inside of the pedometer, and the other end of the pedometer is fixed to the weight.The weight of the pedometer vibrates when the user carrying the pedometer walks or runs, and the vibration causes the weight to move. The magnetostrictive element is deformed by the gravitational force and the acceleration applied to the element, thereby generating an induced electromotive force.
【0054】図4に示すように、本実施形態に係る携帯
用発電装置S3 は、歩数計30内の一面(例えば、上面
内側)に長手方向の一端20Aが固定された磁気歪素子
20と、磁気歪素子20の長手方向の他端に固定される
とともに空間31内を自由に移動可能な錘21と、磁気
歪素子20に巻回された誘導起電力発生手段としてのコ
イル11とを備えている。その他の構成は、第1実施形
態と同様であるので、細部の説明は省略する。As shown in FIG. 4, the portable generator S 3 according to the present embodiment has a magnetostrictive element 20 having one end 20A in the longitudinal direction fixed to one surface (for example, inside the upper surface) of the pedometer 30. A weight 21 fixed to the other end of the magnetostrictive element 20 in the longitudinal direction and freely movable in the space 31; and a coil 11 wound around the magnetostrictive element 20 as an induced electromotive force generating means. ing. The other configurations are similar to those of the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
【0055】なお、ダイオードブリッジ12及び蓄電池
13については、歩数計30とともに使用者の腰等にベ
ルト32等により保持されている。ここで、磁気歪素子
20の長手方向の一端20Aは、空間31内の上面内側
に接着剤等により固定されている。磁気歪素子20の材
料としては、第1実施形態と同様のものが用いられる。The diode bridge 12 and the storage battery 13 are held together with the pedometer 30 on the user's waist or the like by a belt 32 or the like. Here, one end 20A in the longitudinal direction of the magnetostrictive element 20 is fixed to the inside of the upper surface in the space 31 with an adhesive or the like. As the material of the magnetostrictive element 20, the same material as in the first embodiment is used.
【0056】次に動作を説明する。本実施形態の携帯用
発電装置S3 を備えた歩数計30を保持した使用者が歩
行又は走行すると、その上下運動により、錘21に図4
に実線矢印で示す方向に重力及び加速度が掛かり、この
重力により空間31内の上面内側に一端が固定されてい
る磁気歪素子20が圧縮又は伸張する方向に変形する。
すると、第2実施形態と同様に、磁気歪素子20におい
て図4に破線矢印で示す方向に磁界の変化が発生し、こ
の磁界の変化によりコイル11に誘導起電力が発生す
る。このとき、発生する誘導起電力の大きさについては
第1実施形態と同様である。Next, the operation will be described. When the user holding the pedometer 30 equipped with the portable power generator S 3 of the present embodiment walks or runs, the weight 21 moves to the weight 21 due to the vertical movement.
Gravity and acceleration are applied in the direction indicated by the solid line arrow, and the magnetostrictive element 20 whose one end is fixed to the inside of the upper surface in the space 31 is deformed in the direction of compression or expansion by this gravity.
Then, similarly to the second embodiment, a change in the magnetic field occurs in the magnetostrictive element 20 in the direction indicated by the broken line arrow in FIG. 4, and an induced electromotive force is generated in the coil 11 due to the change in the magnetic field. At this time, the magnitude of the induced electromotive force generated is the same as in the first embodiment.
【0057】以下、第1実施形態と同様にして、発生し
た誘導起電力がダイオードブリッジ12により全波整流
され、直流電流となって蓄電池13に蓄積される。そし
て、必要に応じて携帯用機器等の電源として用いられ
る。Thereafter, similarly to the first embodiment, the generated induced electromotive force is full-wave rectified by the diode bridge 12 and becomes a direct current and is stored in the storage battery 13. Then, it is used as a power source of a portable device or the like as needed.
【0058】なお、第3実施形態においても、第1実施
形態と同様に、初期磁界を零とし、歩行又は走行の度に
磁界が新たに発生するようにし、この磁界の発生により
実質的にコイル11を通る磁界が変化したことと等価と
なって誘導起電力が発生するようにすることもできる。In the third embodiment as well, as in the first embodiment, the initial magnetic field is set to zero so that a new magnetic field is generated each time the user walks or runs, and the generation of this magnetic field substantially causes the coil. It is also possible to generate induced electromotive force, which is equivalent to a change in the magnetic field passing through 11.
【0059】更に、上記の磁気歪素子20の材料として
第1実施形態において説明した超磁気歪材料を用いるこ
ともできる。更にまた、磁気歪素子20の一端20Aを
空間31内の下面内側に固定するようにしてもよい。Further, the giant magnetostrictive material described in the first embodiment can be used as the material of the magnetostrictive element 20. Furthermore, one end 20A of the magnetostrictive element 20 may be fixed inside the lower surface inside the space 31.
【0060】また、蓄電池13の代わりに大容量のコン
デンサを用いてもよい。以上説明したように、第3実施
形態の携帯用発電装置S3 によれば、当該携帯用発電装
置S3 を備えた歩数計30を保持した使用者の歩行又は
走行により発生した誘導起電力を蓄積するので、第1実
施形態と同様に、簡易な構成で持続的に発電できる簡便
な携帯用発電装置が実現できる。また、金属系の材料に
より成る磁気歪素子20を用いているので、破損するこ
とが少なく、安定した発電を行うことができる。 (IV)第4実施形態 次に、請求項5乃至7及び10に記載の発明に対応する
第4の実施形態について、図5を用いて説明する。な
お、図5においては、第1実施形態と同様の部材につい
ては同様の部材番号を付し、細部の説明は省略する。A large-capacity capacitor may be used instead of the storage battery 13. As described above, according to the portable power generator S 3 of the third embodiment, the induced electromotive force generated by the walking or running of the user who holds the pedometer 30 including the portable power generator S 3 is used. Since the electric power is accumulated, it is possible to realize a simple portable power generation device capable of continuously generating electric power with a simple configuration, as in the first embodiment. Further, since the magnetostrictive element 20 made of a metal-based material is used, it is less likely to be damaged and stable power generation can be performed. (IV) Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment corresponding to the invention described in claims 5 to 7 and 10 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0061】上記の第1実施形態においては、靴1の踵
部2内に形成された空間3の表底側面3B及び中底側面
3Aに磁気歪素子10を固定したが、第4実施形態で
は、踵部の空間内の中底側面に固定された永久磁石と、
当該永久磁石に巻回されると共に当該空間内の表底側面
に固定されたコイルを備え、使用者の歩行又は走行によ
り永久磁石とオイルの相対的な位置関係が変化し、これ
により実質的にコイル内の磁界が変化して当該コイルに
誘導起電力が発生する。In the first embodiment described above, the magnetostrictive element 10 is fixed to the outer sole side surface 3B and the inner sole side surface 3A of the space 3 formed in the heel portion 2 of the shoe 1, but in the fourth embodiment. , A permanent magnet fixed to the side of the insole in the space of the heel,
The coil is wound around the permanent magnet and is fixed to the side surface of the bottom surface in the space, and the relative positional relationship between the permanent magnet and the oil is changed by the walking or running of the user. The magnetic field in the coil changes and an induced electromotive force is generated in the coil.
【0062】図5に示すように、本実施形態に係る携帯
用発電装置S4 は、履物としての靴1”の踵部2”内に
形成された空間3”内の中底側面3”Aに一端が固定さ
れた磁界発生手段としての永久磁石40と、永久磁石4
0に巻回されるとともに、空間3”内の表底側面3”B
に固定具41を介して固定された誘導起電力発生手段と
してのコイル11を備えている。その他の構成は、第1
実施形態と同様であるので細部の説明は省略する。As shown in FIG. 5, the portable power generator S 4 according to the present embodiment has an inner sole side surface 3 "A in a space 3" formed in a heel portion 2 "of a shoe 1" as footwear. A permanent magnet 40, one end of which is fixed to the
It is wound around 0 and the bottom side 3 "B in the space 3"
The coil 11 as an induced electromotive force generation means is fixed to the coil 11 via a fixture 41. Other configurations are the first
Since it is the same as the embodiment, detailed description is omitted.
【0063】ここで、永久磁石40は、その長手方向の
端部40Aが空間3”内の中底側面3”Aに接着剤等に
より固定されている。次に動作を説明する。Here, the end 40A of the permanent magnet 40 in the longitudinal direction is fixed to the inner bottom side surface 3 "A in the space 3" with an adhesive or the like. Next, the operation will be described.
【0064】本実施形態の携帯用発電装置S4 を備えた
靴1”を履いた使用者が歩行又は走行すると、踏み込ん
だときには踵部2”に加えられる圧力により空間3”の
高さtが低くなるように(縮むように)踵部2”が変形
し、逆に足を上げたときには、空間3”の高さtが元の
高さに戻るように踵部2”が変形する。すると、歩行又
は走行の度に、空間3”内の表底側面3”Bに固定され
たコイル11と、図5中破線矢印方向に一定の磁界を発
生している永久磁石40との位置関係が変化する。すな
わち、使用者が踏み込むことにより空間3”の高さtが
低くなるように踵部2”が変形すると、コイル11は永
久磁石40に対して図5中上向き実線矢印で示すように
移動する。これとは逆に、使用者が足を上げることによ
り空間3”の高さtが元の高さに戻るように踵部2”が
変形すると、コイル11は永久磁石40に対して図5中
下向き実線矢印で示すように移動する。このようにして
歩行又は走行の度にコイル11に対して永久磁石40が
移動することにより、実質的にコイル11内の磁界が変
化することとなり、この磁界の変化によりコイル11に
誘導起電力が発生する。When a user wearing shoes 1 "equipped with the portable power generator S 4 of the present embodiment walks or runs, the height t of the space 3" is increased by the pressure applied to the heel portion 2 "when the user steps down. The heel portion 2 ″ is deformed so as to be lowered (contracted), and when the foot is raised, the heel portion 2 ″ is deformed so that the height t of the space 3 ″ returns to the original height. Then, every time walking or running, the positional relationship between the coil 11 fixed to the outer bottom side surface 3 "B in the space 3" and the permanent magnet 40 generating a constant magnetic field in the direction of the broken line arrow in FIG. Changes. That is, when the heel portion 2 ″ is deformed so that the height t of the space 3 ″ is lowered by the user's stepping, the coil 11 moves with respect to the permanent magnet 40 as shown by the upward solid arrow in FIG. On the contrary, when the heel portion 2 ″ is deformed so that the height t of the space 3 ″ returns to the original height when the user raises his / her foot, the coil 11 moves relative to the permanent magnet 40 in FIG. Move as indicated by the downward solid arrow. In this way, the permanent magnet 40 moves with respect to the coil 11 each time the user walks or runs, so that the magnetic field inside the coil 11 changes substantially, and the induced electromotive force in the coil 11 changes due to this change in the magnetic field. Occur.
【0065】ここで、発生する誘導起電力の大きさを求
めてみると、図5において、求める誘導起電力をe’、
永久磁石40が発生している磁束をφ、時間をtとする
と、図5に示すように、永久磁石40のN極とS極を結
ぶ方向に平行にコイル11を巻回した場合には、Here, when the magnitude of the induced electromotive force to be generated is calculated, in FIG.
Assuming that the magnetic flux generated by the permanent magnet 40 is φ and the time is t, as shown in FIG. 5, when the coil 11 is wound in parallel to the direction connecting the N pole and the S pole of the permanent magnet 40,
【0066】[0066]
【数2】 となり、この関係から誘導起電力e’を求めることがで
きる。このようにして使用者が歩行又は走行する度にコ
イル11に発生する誘導起電力は、第1実施形態と同様
に、ダイオードブリッジ12により全波整流され、直流
電流となって蓄電池13に蓄積される。そして、必要に
応じて携帯用機器等の電源として用いられる。(Equation 2) Therefore, the induced electromotive force e ′ can be obtained from this relationship. In this way, the induced electromotive force generated in the coil 11 every time the user walks or runs is full-wave rectified by the diode bridge 12 and stored in the storage battery 13 as a direct current, as in the first embodiment. It Then, it is used as a power source of a portable device or the like as needed.
【0067】更に、蓄電池13の代わりに大容量のコン
デンサを用いてもよい。以上説明したように、第4実施
形態の携帯用発電装置S4 によれば、当該携帯用発電装
置S4 を組込んだ靴1”を履いた使用者の歩行又は走行
により発生した誘導起電力を蓄積するので、簡易な構成
で持続的に発電できる簡便な携帯用発電装置が実現でき
る。また、金属系の材料により成る永久磁石40を用い
ているので、セラミック系の材料を用いて発電する場合
よりも破損することが少なく、安定した発電を行うこと
ができる。Further, a large capacity capacitor may be used instead of the storage battery 13. As described above, according to the portable power generator S 4 of the fourth embodiment, the induced electromotive force generated by the walking or running of the user wearing the shoe 1 ″ incorporating the portable power generator S 4 therein. Since a permanent magnet 40 made of a metal-based material is used, power can be generated using a ceramic-based material because a permanent magnet 40 made of a metal-based material is used. It is less likely to be damaged than in the case, and stable power generation can be performed.
【0068】なお、上記の第4実施形態においては、空
間3”内の中底側面3”Aに永久磁石40を固定し、表
底側面3”Bにコイル11を固定するように構成した
が、これに限らず、空間3”内の表底側面3”Bに永久
磁石40を固定し、中底側面3”Aにコイル11を固定
するように構成することもできる。Although the permanent magnet 40 is fixed to the inner bottom side surface 3 "A in the space 3" and the coil 11 is fixed to the outer bottom side surface 3 "B in the fourth embodiment. However, not limited to this, the permanent magnet 40 may be fixed to the front bottom side surface 3 "B in the space 3", and the coil 11 may be fixed to the middle bottom side surface 3 "A.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、磁界変化過程において、磁気歪素子を変
形させて磁界を変化させ、誘導起電力発生過程におい
て、磁界の変化により誘導起電力を発生させる。As described above, according to the invention described in claim 1, in the magnetic field changing process, the magnetostrictive element is deformed to change the magnetic field, and in the induced electromotive force generating process, the change of the magnetic field is caused. Generate induced electromotive force.
【0070】従って、磁気歪素子を用いているので、当
該磁気歪素子が破損しにくくなることにより、継続して
安定した発電を行うことができる。また、磁気歪素子を
小型化することにより、装置全体を大型化せずに発電可
能となる。Therefore, since the magnetostrictive element is used, the magnetostrictive element is less likely to be damaged, and continuous stable power generation can be performed. Further, by reducing the size of the magnetostrictive element, it is possible to generate electricity without increasing the size of the entire device.
【0071】請求項2に記載によれば、外部から与えら
れる力を受けて変形することにより磁界を発生すると共
に、更に変形することにより当該磁界が変化する磁気歪
素子を用いて発電するので、当該磁気歪素子が破損しに
くくなり、継続して安定した発電を行うことができる。According to the second aspect, a magnetic field is generated by being deformed by receiving a force applied from the outside, and the magnetostrictive element whose magnetic field is changed by further deformation is used to generate electric power. The magnetostrictive element is less likely to be damaged, and stable power generation can be continuously performed.
【0072】また、磁気歪素子を小型化することによ
り、発電装置全体を大型化せずに発電可能な発電装置を
実現できる。請求項3に記載の発明によれば、履物を履
いた使用者の歩行又は走行により磁気歪素子に加えられ
る力によって当該磁気歪素子が変形することにより磁界
が変化し、当該磁界の変化により発生した誘導起電力を
整流して発電するので、簡易な構成で持続的に発電でき
る簡便な携帯用発電装置が実現できる。Further, by reducing the size of the magnetostrictive element, it is possible to realize a power generation device that can generate power without increasing the size of the entire power generation device. According to the invention described in claim 3, the magnetic field is changed by the deformation of the magnetostrictive element by the force applied to the magnetostrictive element by the walking or running of the user wearing the footwear, and the magnetic field is generated by the change of the magnetic field. Since the induced electromotive force is rectified to generate power, it is possible to realize a simple portable power generation device that can continuously generate power with a simple configuration.
【0073】また、磁気歪素子を用いているので、破損
することが少なく、安定した発電を行うことができる。
請求項4に記載の発明によれば、履物を履いた使用者の
歩行又は走行による振動に起因して錘に加えられる力に
基づいて磁気歪素子が変形することにより発生した誘導
起電力を整流して発電するので、簡易な構成で持続的に
発電できる簡便な携帯用発電装置が実現できる。Further, since the magnetostrictive element is used, damage is less likely to occur and stable power generation can be performed.
According to the invention described in claim 4, the induced electromotive force generated by the deformation of the magnetostrictive element based on the force applied to the weight due to the vibration caused by the walking or running of the user wearing the footwear is rectified. Since the electric power is generated in this manner, it is possible to realize a simple portable power generation device that can continuously generate electric power with a simple configuration.
【0074】また、磁気歪素子を用いているので、破損
することが少なく、安定した発電を行うことができる。
請求項5に記載の発明によれば、履物を履いた使用者の
歩行又は走行によってコイルが磁界内を移動よりコイル
に発生した誘導起電力を整流して発電するので、簡易な
構成で持続的に発電できる簡便な携帯用発電装置が実現
できる。Further, since the magnetostrictive element is used, damage is less likely to occur and stable power generation can be performed.
According to the invention of claim 5, the coil rectifies the induced electromotive force generated in the coil by moving in the magnetic field by the walking or running of the user wearing the footwear to generate power, and thus the sustainability is simple and continuous. It is possible to realize a simple portable power generation device capable of generating electricity.
【0075】請求項6に記載の発明によれば、請求項5
に記載の発明の効果に加えて、磁界発生手段は、履物底
内の一の面に固定されていると共に、コイルは、磁界内
にあると共に履物底内の上記一の面に対向する他の面に
固定され、当該コイルが磁界内を移動することにより誘
導起電力を発生するので、効率よく発電を行うことがで
きる。According to the invention of claim 6, claim 5
In addition to the effect of the invention described in (1), the magnetic field generating means is fixed to one surface in the footwear sole, and the coil is in another magnetic field and faces the one surface in the footwear sole. Since it is fixed to the surface and the coil moves in the magnetic field to generate an induced electromotive force, power can be efficiently generated.
【0076】請求項7に記載の発明によれば、請求項5
又は6に記載の発明の効果に加えて、磁界発生手段は永
久磁石であるので、安価に携帯用発電装置を構成するこ
とができると共に、破損することが少なく、安定した発
電を行うことができる。According to the invention of claim 7, claim 5
Further, in addition to the effects of the invention described in 6, the magnetic field generating means is a permanent magnet, so that the portable power generation device can be configured at low cost, and it is less likely to be damaged and stable power generation can be performed. .
【0077】請求項8に記載の発明によれば、歩数計を
携帯した使用者の歩行又は走行による振動に起因して錘
に加えられる力に基づいて磁気歪素子が変形することに
より発生した誘導起電力を整流して発電するので、簡易
な構成で持続的に発電できる簡便な携帯用発電装置が実
現できる。According to the eighth aspect of the invention, the induction generated by the deformation of the magnetostrictive element based on the force applied to the weight due to the vibration caused by the walking or running of the user carrying the pedometer Since the electromotive force is rectified to generate power, it is possible to realize a simple portable power generation device that can continuously generate power with a simple configuration.
【0078】また、磁気歪素子を用いているので、破損
することが少なく、安定した発電を行うことができる。
請求項9に記載の発明によれば、請求項3、4又は8の
いずれか一項に記載の発明の効果に加えて、誘導起電力
発生手段は、磁気歪素子に巻回され、整流手段に接続さ
れたコイルであるので、簡易な構成で且つ安価に誘導起
電力を発生させることができる。Further, since the magnetostrictive element is used, damage is less likely to occur and stable power generation can be performed.
According to the invention described in claim 9, in addition to the effect of the invention described in any one of claims 3, 4 or 8, the induced electromotive force generating means is wound around the magnetostrictive element, and the rectifying means is provided. Since the coil is connected to, the induced electromotive force can be generated at a low cost with a simple configuration.
【0079】請求項10に記載の発明によれば、請求項
3から9のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、
蓄電手段は、整流された誘導起電力を蓄積するので、大
電力が必要な場合に蓄積された電力を用いて対応するこ
とができる。According to the invention of claim 10, in addition to the effect of the invention of any one of claims 3 to 9,
Since the power storage means stores the rectified induced electromotive force, it is possible to use the stored electric power when a large amount of electric power is required.
【図1】実施形態に係る携帯用発電装置を組込む靴を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing shoes incorporating a portable power generator according to an embodiment.
【図2】第1実施形態の携帯用発電装置の構成を示す図
である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a portable power generator of the first embodiment.
【図3】第2実施形態の携帯用発電装置の構成を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a portable power generator of a second embodiment.
【図4】第3実施形態の携帯用発電装置の構成を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a portable power generator of a third embodiment.
【図5】第4実施形態の携帯用発電装置の構成を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a portable power generation device according to a fourth embodiment.
1、1’、1”…靴 2、2’、2”…踵部 3、3’、3”、31…空間 3A、3’A、3”A…中底側面 3B、3’B、3”B…表底側面 10、20…磁気歪素子 10A、10B、20A…端部 11…コイル 12…ダイオードブリッジ 13…蓄電池 21…錘 30…歩数計 32…ベルト 40…永久磁石 40A…端部 41…固定具 S1 、S2 、S3 、S4 …携帯用発電装置 t…高さ1, 1 ', 1 "... Shoes 2, 2', 2" ... Heel part 3, 3 ', 3 ", 31 ... Space 3A, 3'A, 3" A ... Insole side surface 3B, 3'B, 3 "B ... Outer bottom side surface 10, 20 ... Magnetostrictive element 10A, 10B, 20A ... End portion 11 ... Coil 12 ... Diode bridge 13 ... Storage battery 21 ... Weight 30 ... Pedometer 32 ... Belt 40 ... Permanent magnet 40A ... End portion 41" ... fixture S 1, S 2, S 3 , S 4 ... portable generator device t ... height
Claims (10)
ことにより磁界を発生すると共に、更に変形することに
より当該磁界が変化する磁気歪素子を変形させて前記磁
界を変化させる磁界変化過程と、 前記磁界の変化により誘導起電力を発生させる誘導起電
力発生過程と、 を備えることを特徴とする発電方法。1. A magnetic field changing process of changing a magnetic field by generating a magnetic field by deforming by receiving a force applied from the outside and changing the magnetic field by further deforming the magnetostrictive element. An induced electromotive force generating step of generating an induced electromotive force according to the change of the magnetic field;
ことにより磁界を発生すると共に、更に変形することに
より当該磁界が変化する磁気歪素子と、 前記磁界の変化により誘導起電力を発生する誘導起電力
発生手段と、 を備えることを特徴とする発電装置。2. A magnetostrictive element that generates a magnetic field by being deformed by receiving a force applied from the outside, and the magnetic field is changed by further deformation, and an induction device that generates an induced electromotive force by the change of the magnetic field. An electromotive force generating means, and a power generation device comprising:
る力を受けて変形することにより磁界を発生すると共
に、更に変形することにより当該磁界が変化する磁気歪
素子と、 前記磁気歪素子の変形によって生じる前記磁界の変化に
より誘導起電力を発生する誘導起電力発生手段と、 前記発生した誘導起電力を整流する整流手段と、 を備えたことを特徴とする携帯用発電装置。3. A magnetostrictive element, which is fixed in the footwear sole, generates a magnetic field by being deformed by receiving a force applied from the outside, and which further changes the magnetic field, and a magnetostrictive element of the magnetostrictive element. A portable power generation device comprising: an induced electromotive force generating unit that generates an induced electromotive force due to a change in the magnetic field caused by deformation; and a rectifying unit that rectifies the generated induced electromotive force.
えられる力を受けて変形することにより磁界を発生する
と共に、更に変形することにより当該磁界が変化する磁
気歪素子と、 前記履物底内に移動自由に収納されると共に、前記磁気
歪素子の他端に固定され、当該磁気歪素子を変形させる
錘と、 前記磁気歪素子の変形によって生じる前記磁界の変化に
より誘導起電力を発生する誘導起電力発生手段と、 前記発生した誘導起電力を整流する整流手段と、 を備えたことを特徴とする携帯用発電装置。4. A magnetostrictive element, one end of which is fixed in the footwear sole and which is deformed by receiving a force applied from the outside to generate a magnetic field, and which is further deformed to change the magnetic field, and the footwear sole. An electromotive force is generated by a weight, which is housed freely inside and is fixed to the other end of the magnetostrictive element and which deforms the magnetostrictive element, and a change in the magnetic field caused by the deformation of the magnetostrictive element. A portable power generation device comprising: an induced electromotive force generating means; and a rectifying means for rectifying the generated induced electromotive force.
界発生手段と、 前記発生した磁界内を移動することにより誘導起電力が
発生するコイルと、 前記発生した誘導起電力を整流する整流手段と、 を備えたことを特徴とする携帯用発電装置。5. A magnetic field generating means that is housed in a shoe bottom and generates a magnetic field, a coil that generates an induced electromotive force by moving in the generated magnetic field, and a rectifier that rectifies the generated induced electromotive force. A portable power generation device comprising:
て、 前記磁界発生手段は、履物底内の一の面に固定されてい
ると共に、 前記コイルは、前記磁界内にあると共に前記履物底内の
前記一の面に対向する他の面に固定され、 当該コイルが前記磁界内を移動することにより誘導起電
力を発生することを特徴とする携帯用発電装置。6. The portable power generator according to claim 5, wherein the magnetic field generating means is fixed to one surface in the footwear sole, and the coil is in the magnetic field and the footwear sole. A portable power generation device, which is fixed to another surface of the coil, which is opposed to the one surface, and generates induced electromotive force when the coil moves in the magnetic field.
において、 前記磁界発生手段は、永久磁石であることを特徴とする
携帯用発電装置。7. The portable power generator according to claim 5 or 6, wherein the magnetic field generating means is a permanent magnet.
えられる力を受けて変形することにより磁界を発生する
と共に、更に変形することにより当該磁界が変化する磁
気歪素子と、 前記歩数計内に移動自由に収納されると共に、前記磁気
歪素子の他端に固定され、前記磁気歪素子を変形させる
錘と、 前記磁気歪素子の変形によって生じる前記磁界の変化に
より誘導起電力を発生する誘導起電力発生手段と、 前記発生した誘導起電力を整流する整流手段と、 を備えたことを特徴とする携帯用発電装置。8. A pedometer, one end of which is fixed in the pedometer, and a magnetic field is generated by deforming by receiving a force applied from the outside, and the magnetic field is changed by further deformation, and the pedometer. A weight that is housed movably inside and is fixed to the other end of the magnetostrictive element and that deforms the magnetostrictive element, and an induced electromotive force is generated by the change in the magnetic field caused by the deformation of the magnetostrictive element. A portable power generation device comprising: an induced electromotive force generating means; and a rectifying means for rectifying the generated induced electromotive force.
載の携帯用発電装置において、 前記誘導起電力発生手段は、前記磁気歪素子に巻回さ
れ、前記整流手段に接続されたコイルであることを特徴
とする携帯用発電装置。9. The portable power generator according to claim 3, 4 or 8, wherein the induced electromotive force generating means is wound around the magnetostrictive element and connected to the rectifying means. A portable power generator characterized by being a coil.
の携帯用発電装置であって、 前記整流された誘導起電力を蓄積する蓄電手段を備えた
ことを特徴とする携帯用発電装置。10. The portable power generator according to claim 3, further comprising a power storage unit that stores the rectified induced electromotive force. .
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---|---|---|---|
JP31913395A JP3408038B2 (en) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | Portable power generator |
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1995
- 1995-12-07 JP JP31913395A patent/JP3408038B2/en not_active Expired - Fee Related
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