JPH1118388A - 発電装置および電子機器 - Google Patents
発電装置および電子機器Info
- Publication number
- JPH1118388A JPH1118388A JP16427997A JP16427997A JPH1118388A JP H1118388 A JPH1118388 A JP H1118388A JP 16427997 A JP16427997 A JP 16427997A JP 16427997 A JP16427997 A JP 16427997A JP H1118388 A JPH1118388 A JP H1118388A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- yoke
- permanent magnet
- coil
- power generation
- power generator
- 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.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁束変化速度を上げることで発電量の大きい
発電装置を提供する。 【解決手段】 軟磁性材料から成るヨーク３と、このヨ
ークに接続される出力コイル１５と、永久磁石８から成
る発電装置において、ヨーク３または永久磁石８の近傍
で回転可能な磁性体９を配置し、その回転によって磁気
回路内の磁束を高速で変化させ、コイル端に高い起電圧
を発生させる。
発電装置を提供する。 【解決手段】 軟磁性材料から成るヨーク３と、このヨ
ークに接続される出力コイル１５と、永久磁石８から成
る発電装置において、ヨーク３または永久磁石８の近傍
で回転可能な磁性体９を配置し、その回転によって磁気
回路内の磁束を高速で変化させ、コイル端に高い起電圧
を発生させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転錘などによっ
て得られる運動エネルギーを電気エネルギーに変換する
発電装置、および前記発電装置を有する電子機器に関す
るものである。
て得られる運動エネルギーを電気エネルギーに変換する
発電装置、および前記発電装置を有する電子機器に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】腕時計装置のような小型で携帯に適した
電子機器において、発電装置を内蔵することによって電
池の交換をなくし、あるいは電池自体を無くすことがで
きる携帯型の電子機器が考案され実用化されている。図
１に、その一例として発電装置１０を内蔵した腕時計装
置１の概略構成を示してある。この携帯型電子機器（腕
時計装置）１においては、腕時計装置のケース内で旋回
運動を行う回転錘１１と、回転錘１１の回転運動を発電
装置１０のロータ１３に伝達する伝達手段である輪列１
２と、発電装置１０を備えている。発電装置１０は、２
極の永久磁石を備えたディスク状のロータ１３と、この
ロータ１３を収納するステータ１４を備えており、ロー
タ１３が回転するとステータ１４のコイル１５に起電圧
が発生し、交流出力が取り出せるようになっている。さ
らに、この携帯型電子機器は、発電装置１０から出力さ
れた交流を整流する整流回路２と、発電装置１０から得
られた電力を蓄積するコンデンサ５などによって構成さ
れた供給部４と、この供給部４からの電力によって動作
する計時装置７などの処理装置６を備えている。
電子機器において、発電装置を内蔵することによって電
池の交換をなくし、あるいは電池自体を無くすことがで
きる携帯型の電子機器が考案され実用化されている。図
１に、その一例として発電装置１０を内蔵した腕時計装
置１の概略構成を示してある。この携帯型電子機器（腕
時計装置）１においては、腕時計装置のケース内で旋回
運動を行う回転錘１１と、回転錘１１の回転運動を発電
装置１０のロータ１３に伝達する伝達手段である輪列１
２と、発電装置１０を備えている。発電装置１０は、２
極の永久磁石を備えたディスク状のロータ１３と、この
ロータ１３を収納するステータ１４を備えており、ロー
タ１３が回転するとステータ１４のコイル１５に起電圧
が発生し、交流出力が取り出せるようになっている。さ
らに、この携帯型電子機器は、発電装置１０から出力さ
れた交流を整流する整流回路２と、発電装置１０から得
られた電力を蓄積するコンデンサ５などによって構成さ
れた供給部４と、この供給部４からの電力によって動作
する計時装置７などの処理装置６を備えている。
【０００３】上記の発電装置１０において多くの発電量
を得るためには、コイル端により高い起電圧を発生させ
る必要がある。コイル端起電圧は、コイル巻数とコイル
内磁束変化量と磁束変化速度に比例することが電磁誘導
の法則として知られている。このため従来技術において
は、コイル巻数を増やしたり、エネルギー密度の高い磁
石をより多く使用したり、輪列の増速比を上げたりして
高い起電圧を得ていた。
を得るためには、コイル端により高い起電圧を発生させ
る必要がある。コイル端起電圧は、コイル巻数とコイル
内磁束変化量と磁束変化速度に比例することが電磁誘導
の法則として知られている。このため従来技術において
は、コイル巻数を増やしたり、エネルギー密度の高い磁
石をより多く使用したり、輪列の増速比を上げたりして
高い起電圧を得ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の方法では、巻線体積や磁石体積、あるいは輪列体積
が増大し、体積的に制約の大きい小型携帯機器などの発
電装置としては限界に達しつつある。
術の方法では、巻線体積や磁石体積、あるいは輪列体積
が増大し、体積的に制約の大きい小型携帯機器などの発
電装置としては限界に達しつつある。
【０００５】そこで本発明のうち請求項１ないし９記載
の発明は、限られた小さい体積内で磁束変化速度を上げ
ることで発電量の大きい発電装置を提供することを目的
としたものである。
の発明は、限られた小さい体積内で磁束変化速度を上げ
ることで発電量の大きい発電装置を提供することを目的
としたものである。
【０００６】請求項１０記載の発明は、請求項１ないし
９記載の発電量の大きい発電装置を有する電子機器を提
供することを目的としたものである。
９記載の発電量の大きい発電装置を有する電子機器を提
供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明のうち請求項１記載の発明は、軟
磁性材料から成るヨークと、このヨークに接続される出
力コイルと、永久磁石と、ヨークまたは永久磁石の近傍
で回転可能な磁性体とを有することを特徴とする。
の手段として、本発明のうち請求項１記載の発明は、軟
磁性材料から成るヨークと、このヨークに接続される出
力コイルと、永久磁石と、ヨークまたは永久磁石の近傍
で回転可能な磁性体とを有することを特徴とする。
【０００８】さらに、本発明により、発電量の大きい発
電装置を有する計時装置などの電子機器提供することが
できる。
電装置を有する計時装置などの電子機器提供することが
できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図２（ａ）および（ｂ）に、そ
れぞれ本発明の発電装置１０の平面図および正面図を示
す。この発電装置１０は、２極（一方向）着磁された直
方体の永久磁石８と、この永久磁石８と固着され、永久
磁石８と共に磁気回路を構成する軟磁性材料で形成され
たヨーク３とを有し、このヨーク３の一部には、ヨーク
３内の磁束の変化を電気エネルギーに変換するためのコ
イル１５が巻回されている。そして、磁気回路の近傍に
は、軟磁性材料で形成された歯車９が回転可能な状態で
配置されている。歯車９は、回転錘１１と輪列１２によ
って繋がっているため回転錘１１の動きと連動する。回
転錘１１が回転し、それに伴って歯車９が回転して歯車
９の歯の山部が磁気回路に接近すると、磁気回路を流れ
る磁束の一部が歯車９に流れコイル１５内の磁束が減少
し、歯の谷部が磁気回路に接近すると、逆に歯車９には
磁束が流れにくくなり、コイル１５内の磁束が増大す
る。したがって、歯車９の回転に伴ってコイル１５内磁
束が変化するのでコイル１５端に起電圧が生じる。本発
明の発電装置では歯車９の歯数で速度を調節できるた
め、各々の発電装置の許容体積によって決まる歯車９の
径に応じて歯数を決定することができる。本例では腕装
着型の計時装置の発電装置に応用し歯数を１６としたた
め、従来の２極に着磁されたロータ１３を回転させる発
電装置１０に比べ１６倍の磁束変化速度を実現したこと
になる。ただし、本発明の発電装置はロータ１３を回転
させる従来の発電装置に比べ、磁束変化量が０．２５倍
に減少しているため、巻数が同じ条件の下では４倍の起
電圧が発生できる。
面に基づいて説明する。図２（ａ）および（ｂ）に、そ
れぞれ本発明の発電装置１０の平面図および正面図を示
す。この発電装置１０は、２極（一方向）着磁された直
方体の永久磁石８と、この永久磁石８と固着され、永久
磁石８と共に磁気回路を構成する軟磁性材料で形成され
たヨーク３とを有し、このヨーク３の一部には、ヨーク
３内の磁束の変化を電気エネルギーに変換するためのコ
イル１５が巻回されている。そして、磁気回路の近傍に
は、軟磁性材料で形成された歯車９が回転可能な状態で
配置されている。歯車９は、回転錘１１と輪列１２によ
って繋がっているため回転錘１１の動きと連動する。回
転錘１１が回転し、それに伴って歯車９が回転して歯車
９の歯の山部が磁気回路に接近すると、磁気回路を流れ
る磁束の一部が歯車９に流れコイル１５内の磁束が減少
し、歯の谷部が磁気回路に接近すると、逆に歯車９には
磁束が流れにくくなり、コイル１５内の磁束が増大す
る。したがって、歯車９の回転に伴ってコイル１５内磁
束が変化するのでコイル１５端に起電圧が生じる。本発
明の発電装置では歯車９の歯数で速度を調節できるた
め、各々の発電装置の許容体積によって決まる歯車９の
径に応じて歯数を決定することができる。本例では腕装
着型の計時装置の発電装置に応用し歯数を１６としたた
め、従来の２極に着磁されたロータ１３を回転させる発
電装置１０に比べ１６倍の磁束変化速度を実現したこと
になる。ただし、本発明の発電装置はロータ１３を回転
させる従来の発電装置に比べ、磁束変化量が０．２５倍
に減少しているため、巻数が同じ条件の下では４倍の起
電圧が発生できる。
【００１０】コイル１５内の磁束の変化速度を上げるた
めの方法は、上記の構成に限られるものではない。図３
のように永久磁石８を揺動可能に支持し、その近傍で磁
性材料から成る歯車９を回転させることにより磁気吸引
力が作用し永久磁石８は揺動し、図２の例と同様な効果
が得られる。また、図４のような構成でも上記と同様な
効果が得られる。図４の例では、永久磁石８は磁気回路
に固着し、ヨークの一部３ａを揺動可能に支持し、その
近傍で磁性材料から成る歯車９を回転させることによ
り、ヨークの一部３ａが揺動しコイル１５内の磁束が高
速で変化する。なお、図２から４の例において、回転可
能な磁性体を歯車形状としたが、これは歯車形状に限定
されるものではなく、回転に伴い磁気回路と磁性体の距
離が変化するような形状であればよい。
めの方法は、上記の構成に限られるものではない。図３
のように永久磁石８を揺動可能に支持し、その近傍で磁
性材料から成る歯車９を回転させることにより磁気吸引
力が作用し永久磁石８は揺動し、図２の例と同様な効果
が得られる。また、図４のような構成でも上記と同様な
効果が得られる。図４の例では、永久磁石８は磁気回路
に固着し、ヨークの一部３ａを揺動可能に支持し、その
近傍で磁性材料から成る歯車９を回転させることによ
り、ヨークの一部３ａが揺動しコイル１５内の磁束が高
速で変化する。なお、図２から４の例において、回転可
能な磁性体を歯車形状としたが、これは歯車形状に限定
されるものではなく、回転に伴い磁気回路と磁性体の距
離が変化するような形状であればよい。
【００１１】また、磁気回路の近傍で回転する磁性体は
軟磁性材料でなく永久磁石材料であってもよい。ただ
し、永久磁石材料の場合には多極着磁されたものが望ま
しい。なぜなら、この場合永久磁石材料の極数が図２〜
図４の例の歯車９の歯数に対応し、磁束変化速度を決定
する要因だからである。
軟磁性材料でなく永久磁石材料であってもよい。ただ
し、永久磁石材料の場合には多極着磁されたものが望ま
しい。なぜなら、この場合永久磁石材料の極数が図２〜
図４の例の歯車９の歯数に対応し、磁束変化速度を決定
する要因だからである。
【００１２】本例の発電装置は、図１に示した腕装着型
の計時装置に限定されることはなく、ユーザーの脚部に
装着されたり、さらに、車両に搭載され、その振動など
によってロータを回転させて発電を行う機器などのよう
に様々な機器に適応することができる。また、本発明の
発電装置から電力を供給されて処理を行う処理装置とし
て、上述した計時装置に限らず、例えばページャー、電
話機、無線機、補聴器、万歩計、電卓、電子手帳などの
情報端末、ＩＣカード、ラジオ受信機などがあり、これ
らの携帯型機器に本発明の発電装置を適用することによ
って、これらの処理装置に対し十分な電力を供給するこ
とが可能である。そして、これらの携帯型の電子機器に
本発明の発電装置を携帯することにより、人間の動きな
どを捉えて効率よく発電を行い、電池の消耗を抑制した
り、あるいは電池そのものを不要にすることも可能であ
る。従って、ユーザーは電池切れを心配せずに、これら
の携帯型機器を使用することができ、電池切れによって
メモリーに記憶した内容が失われるなどのトラブルも未
然に防止できる。さらに、電池や充電装置が容易に入手
できない地域や場所、あるいは災害などによって電池の
補充が困難な事態であっても電子機器の機能を発揮させ
ることが可能となる。
の計時装置に限定されることはなく、ユーザーの脚部に
装着されたり、さらに、車両に搭載され、その振動など
によってロータを回転させて発電を行う機器などのよう
に様々な機器に適応することができる。また、本発明の
発電装置から電力を供給されて処理を行う処理装置とし
て、上述した計時装置に限らず、例えばページャー、電
話機、無線機、補聴器、万歩計、電卓、電子手帳などの
情報端末、ＩＣカード、ラジオ受信機などがあり、これ
らの携帯型機器に本発明の発電装置を適用することによ
って、これらの処理装置に対し十分な電力を供給するこ
とが可能である。そして、これらの携帯型の電子機器に
本発明の発電装置を携帯することにより、人間の動きな
どを捉えて効率よく発電を行い、電池の消耗を抑制した
り、あるいは電池そのものを不要にすることも可能であ
る。従って、ユーザーは電池切れを心配せずに、これら
の携帯型機器を使用することができ、電池切れによって
メモリーに記憶した内容が失われるなどのトラブルも未
然に防止できる。さらに、電池や充電装置が容易に入手
できない地域や場所、あるいは災害などによって電池の
補充が困難な事態であっても電子機器の機能を発揮させ
ることが可能となる。
【００１３】
【発明の効果】このように、本発明においては、簡単な
方法でコイル内の磁束変化速度を大きくすることがで
き、微小な回転錘の動きでも大きな発電量を得ることが
できるため、効率の高い発電装置を提供することができ
る。
方法でコイル内の磁束変化速度を大きくすることがで
き、微小な回転錘の動きでも大きな発電量を得ることが
できるため、効率の高い発電装置を提供することができ
る。
【００１４】さらに、本発明の高効率の発電装置を用い
ることにより、発電装置と共に収納された処理装置の機
能をいつでもどこでも十分に発揮させることが可能な携
帯型に適した電子機器を提供できる。
ることにより、発電装置と共に収納された処理装置の機
能をいつでもどこでも十分に発揮させることが可能な携
帯型に適した電子機器を提供できる。
【図１】従来の発電装置を示す図である。
【図２】本発明における発電装置を示す図である。
【図３】本発明におけるその他の発電装置を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明におけるその他の発電装置を示す図であ
る。
る。
１・・電子機器 ２・・整流回路 ３・・ヨーク ３ａ・・揺動可能ヨーク ４・・供給部 ５・・コンデンサ ６・・処理装置 ７・・計時装置 ８・・永久磁石 ９・・歯車 １０・・発電装置 １１・・回転錘 １２・・輪列 １３・ロータ １４・・ステータ １５・・コイル
Claims (10)
- 【請求項１】 軟磁性材料から成るヨークと、このヨー
クに接続される出力コイルと、永久磁石と、前記ヨーク
または前記永久磁石の近傍で回転可能な磁性体とを有す
ることを特徴とする発電装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記回転可能な磁性
体は多極着磁された永久磁石材料であることを特徴とす
る発電装置。 - 【請求項３】 請求項１において、前記回転可能な磁性
体は軟磁性材料であることを特徴とする発電装置。 - 【請求項４】 請求項３において、前記回転可能な磁性
体は、その回転中心から外周までの距離が一定でないこ
とを特徴とする発電装置。 - 【請求項５】 請求項３において、前記回転可能な磁性
体の回転に伴い、前記ヨークまたは前記永久磁石と前記
回転可能な磁性体との距離が変化することを特徴とする
発電装置。 - 【請求項６】 請求項２ないし５において、前記永久磁
石は固定されていることを特徴とする発電装置。 - 【請求項７】 請求項２ないし５において、前記永久磁
石は揺動可能であることを特徴とする発電装置。 - 【請求項８】 請求項２ないし７において、前記ヨーク
の一部が揺動または回転可能であることを特徴とする発
電装置。 - 【請求項９】 請求項１において、前記発電装置は回転
錘によって得られた動力を電気エネルギーに変換する発
電装置であり、前記回転可能な磁性体は回転錘と共に回
転する事を特徴とする発電装置。 - 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれかに
記載の発電装置を有することを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16427997A JPH1118388A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 発電装置および電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16427997A JPH1118388A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 発電装置および電子機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1118388A true JPH1118388A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15790081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16427997A Withdrawn JPH1118388A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 発電装置および電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1118388A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001033700A1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Relight | An electricity generating device for a vehicle |
| EP2107670A2 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-07 | Lightup Technology Co., Ltd. | Inertially powered lighting device |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP16427997A patent/JPH1118388A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001033700A1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Relight | An electricity generating device for a vehicle |
| EP2107670A2 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-07 | Lightup Technology Co., Ltd. | Inertially powered lighting device |
| EP2107670A3 (en) * | 2008-04-02 | 2010-03-03 | Lightup Technology Co., Ltd. | Inertially powered lighting device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |