WO2016076383A1 - 無線送信装置および無線送信システム - Google Patents

Abstract

　外部から入力される振動エネルギーを利用して発電を行う発電素子１００から供給される電力を利用する無線送信装置１であって、発電素子１００が発電した電力を蓄積する蓄電器３と、蓄電器３から供給される電力を利用して無線送信動作を実行し、１回の前記無線送信動作で消費される消費電力量を設定可能な無線送信部４と、を備える。無線送信装置１は、発電素子１００の起電力に応じて、無線送信部４が電力を消費するタイミングおよび無線送信部４の消費電力量を設定するよう構成されている。

Description

無線送信装置および無線送信システム

　本発明は、無線送信装置および無線送信システムに関し、特に、外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子から供給される電力を利用する無線送信装置および無線送信システムに関する。

　近年、様々なセンサ（湿度センサ、温度センサ、振動センサ、ガス濃度センサ、人感センサ、加速度センサ、ＣＯ_２センサ等）の検出データを無線送信によって収集し、収集した検出データを分析することによって、様々な対象（機器、建物、環境等）の状態計測や自動制御等を実行するシステムが検討されている。このようなシステムの中でも、特に、回転機器や回転機器を備える設備等の振動を振動センサで検出し、該振動の成分を評価することで回転機器や設備等の異常、故障を監視又は診断するシステムは、広範な利用可能性を有し、有用である。

　振動を検出し、評価する場合、振動センサのサンプリング周波数を、検出対象の振動の周波数の数倍～１０倍程度に設定する必要がある。そのため、振動センサの駆動時間が短時間であったとしても、送信すべき検出データの量は、膨大なものとなる。よって、検出データを無線送信するために必要な電力量は、振動センサが振動を検出するために必要な電力量と比較して、非常に大きい。

　このようなシステムにおいて、センサの膨大な検出データを無線送信するために必要な電力量を確保するために、外部から入力される様々な機械的エネルギーを利用して発電を行う環境発電素子を用いることが提案されている。例えば、特許文献１に開示されている環境発電素子は、建造物内の空調ダクトのような振動体に取り付けられ、振動体から入力される振動エネルギーを利用して発電を行う。

　しかしながら、特許文献１が開示する環境発電素子のように、建造物内の空調ダクトの振動を発電に利用する場合、建造物内の空調の設定温度や外気温度等の要因によって、空調ダクトの振動特性（振動周波数、振幅等）が変動する。このように、環境発電素子に対して外部から入力される機械的エネルギーの特性は、一般的に、場所、時間、季節、気象状態等の様々な要因で変動し、一定ではない。そのため、環境発電素子の実際の起電力（発電能力）を事前に想定することは困難である。

　一般的に、発電素子は、図１に示すような、起電力Ｅ_０（Ｖ）の電池と、抵抗値Ｒ_０（Ω）の内部抵抗とを直列接続して得られた素子と等価であるとみなすことができる。発電素子を抵抗値Ｒ_１（Ω）の負荷抵抗に接続し、回路に電流Ｉ（Ａ）を流す場合、内部抵抗の抵抗値Ｒ_０と、負荷抵抗の抵抗値Ｒ_１とを等しくすることによって、発電素子によって発電された電力を最も効率良く消費できることがよく知られている。この時、発電素子と負荷抵抗によって消費される消費電力量Ｗ_０（Ｗ）は、下記式（１）で与えられる。また、Ｒ_０＝Ｒ_１との条件から、負荷抵抗で消費される総消費電力量は、電力量Ｗ_０の５０％となる。

　また、図２に示すように、発電素子が発電した電力を蓄積するために、キャパシタ等の蓄電器を発電素子に接続することが一般に行われている。図２に示す例では、発電素子と蓄電器との間には、スイッチング素子ＳＷが設けられている。この例では、スイッチング素子がＯＮ状態になったとき、発電素子から蓄電器に電力が供給され、蓄電器内に電力が蓄積される。このような回路において、蓄電器内への電力の蓄積は、蓄電器による電力消費とみなすことができる。そのため、蓄電器は容量負荷とも称される。

　蓄電器の電圧Ｅ、回路に流れる電流Ｉ、および容量Ｃ（Ｆ）の蓄電器内に蓄積される（蓄電器によって消費される）電力量Ｗは、時間ｔ（ｓ）とともに変化し、それぞれの値は、下記式（２）、（３）、（４）で表すことができる。また、上述の負荷抵抗接続時の総消費電力量Ｗ_０と、蓄電器接続時の総消費電力量Ｗとの比を、消費電力効率ηと呼び、下記式（５）で表すことができる。

　図２に示す回路において、内部抵抗の抵抗値Ｒ_０を２０００（Ω）、発電素子の起電力Ｅ_０を２（Ｖ）、蓄電器の容量Ｃを５００（μＦ）としたときの蓄電器の電圧Ｅ、回路に流れる電流Ｉ、および消費電力効率ηの時間変化を図３に示す。図３から明らかなように、ｔ＝０（ｓ）において、Ｅ＝０（Ｖ）である。これは、蓄電器内に電力が蓄積されていないことを示す。一方、ｔが十分に大きければ、Ｅ≒Ｅ_０＝２（Ｖ）となる。これは、蓄電器内に発電素子の起電力Ｅ_０を超える電力が蓄積されないことを示す。また、Ｅ＝Ｅ_０／２（ｔ＝０．７）＝１（Ｖ）を満たすとき、消費電力効率ηは、負荷抵抗接続時と同様に、最大効率である５０％となる。これは、Ｅ＝Ｅ_０／２の状態において、蓄電器のインピーダンスと、発電素子のインピーダンス（内部抵抗の抵抗値Ｒ_０）が整合するためである。インピーダンスが整合した結果、消費電力効率ηの観点において、図２に示す回路が、Ｒ_０＝Ｒ_１を満たす場合の図１に示す回路と等価になることを意味する。

　蓄電器内に蓄積される電力量Ｗは、下記式（６）で表すことができる。図４は、電力量Ｗと蓄電器の電圧Ｅの時間変化を示す図である。図４から明らかなように、電力の蓄電効率（蓄電器による消費電力効率η）を表す電力量Ｗの時間ｔに対する傾きは、ｔ＝０．７（ｓ）の近傍、すなわち、蓄電器の電圧ＥがＥ_０／２近傍にあるときに、最大となることがわかる。

　上述のように、蓄電器を発電素子に接続した場合、蓄電器の電圧Ｅが時間ｔによって変化する。そのため、高い消費電力効率ηを得られる条件、すなわち、効率良く蓄電器内に電力を蓄積するための条件は、蓄電器の電圧ＥがＥ_０／２近傍となることである。通常、発電素子の起電力Ｅ_０は、一定である。そのため、蓄電器の電圧ＥがＥ_０／２近傍となるように、蓄電器内への電力の蓄積および蓄電器からの電力の放出（消費）を制御することが容易である。しかしながら、上述のように、環境発電素子の実際の起電力Ｅ_０は、様々な要因によって変動する。そのため、環境発電素子を用いる場合、蓄電器の電圧ＥがＥ_０／２近傍となるように、蓄電器内への電力の蓄積および蓄電器からの電力の放出（消費）を制御することが困難である。

　また、センサの検出データを外部機器に無線送信するため、環境発電素子が発電した電力を後段の無線送信部で消費する必要がある。しかしながら、一般的に、環境発電素子に外部から入力される機械的エネルギーは微小であるため、環境発電素子は、無線送信部を常時起動するだけの電力量を確保することができない。そのため、図５に示す回路のように、環境発電素子が発電した電力を、一旦蓄電器内に蓄積し、時間をかけて所定値以上の電力量とした後、無線送信部に電力を供給する必要がある。

　上述のように、環境発電素子の実際の起電力Ｅ_０は、様々な要因によって変動するので、従来技術においては、無線送信部への電力を供給する時間間隔（蓄電器への電力蓄積時間）を長く設定することにより、蓄電器内に、無線送信部の消費電力量を確実に確保している。図６は、このような動作を行う場合の蓄電器の電圧Ｅと消費電力効率ηの時間変化を示している。図６において、Δｔは、無線送信部へ電力を供給する時間間隔、ΔＥは、無線送信部での電力消費による蓄電器の電圧Ｅの降下量を表す。また、図６の例において、発電素子の起電力Ｅ_０は、２（Ｖ）である。

　図６に示すように、時間間隔Δｔを長く設定した場合、消費電力効率ηは、蓄電器の電圧ＥがＥ_０／２に到達した時点で５０％に達するが、無線送信部へ電力を供給するタイミングでは約１５％にまで低下してしまう。そのため、平均して、消費電力効率ηは非常に低くなり、その結果、データの平均送信レートが低くなるという問題があった。一方、データの平均送信レートを高くするため、時間間隔Δｔを短く設定した場合、環境発電素子の実際の起電力Ｅ_０が変動することから、蓄電器内に、無線送信部の消費電力量を確実に確保することができないという問題があった。

特開２０１１－１７２３５２号公報

　本発明は、上記従来の問題点を鑑みたものであり、その目的は、環境発電素子から供給される電力を利用して、高い消費電力効率および高い平均送信レートで無線送信を行うことが可能な無線送信装置および無線送信システムを提供することにある。

　このような目的は、以下の（１）～（１０）の本発明により達成される。
　（１）外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子から供給される電力を利用する無線送信装置であって、
　前記発電素子が発電した前記電力を蓄積する蓄電器と、
　前記蓄電器から供給される前記電力を利用して無線送信動作を実行し、１回の前記無線送信動作で消費される消費電力量を設定可能な無線送信部と、を備え、
　前記無線送信装置は、前記発電素子の起電力に応じて、前記無線送信部が前記電力を消費するタイミングおよび前記無線送信部の前記消費電力量を設定するよう構成されていることを特徴とする無線送信装置。

　（２）前記発電素子の前記起電力をＥ_０、前記無線送信部が前記電力を消費する前記タイミングにおける前記蓄電器の電圧をＥ_１、前記無線送信部が前記電力を消費した後の前記蓄電器の電圧をＥ_２としたとき、前記無線送信装置は、０．３Ｅ_０≦（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２≦０．７Ｅ_０となるよう、前記タイミングおよび前記消費電力量を設定する上記（１）に記載の無線送信装置。

　（３）前記無線送信装置は、前記電圧Ｅ_１および前記電圧Ｅ_２が、０．５Ｅ_０＜Ｅ_１≦０．７Ｅ_０および０．３Ｅ_０≦Ｅ_２＜０．５Ｅ_０を満たすよう、前記タイミングおよび前記消費電力量を設定する上記（２）に記載の無線送信装置。

　（４）前記発電素子が発電した前記電力を前記蓄電器内に蓄積する充電モードと、前記発電素子と前記蓄電器との間の接続を切断し、前記発電素子を開放状態とする開放モードとを切り替えるスイッチング部と、
　前記解放モードにおいて、前記発電素子の前記起電力を検出する起電力検出部と、をさらに備える上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の無線送信装置。

　（５）前記起電力検出部は、前記無線送信部が前記電力を消費する前に、前記発電素子の前記起電力を検出する上記（４）に記載の無線送信装置。

　（６）前記起電力検出部は、定期的に、前記発電素子の前記起電力を検出する上記（４）または（５）に記載の無線送信装置。

　（７）前記無線送信装置は、前記蓄電器の電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
　前記蓄電器の前記電圧を複数回検出することにより、前記発電素子の前記起電力を推定する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の無線送信装置。

　（８）前記無線送信装置は、前記蓄電器の前記電圧を複数回検出し、前記蓄電器の前記電圧の変化量が所定値以下となった場合に、前記蓄電器の前記電圧を前記発電素子の前記起電力として推定する上記（７）に記載の無線送信装置。

　（９）前記無線送信装置は、前記蓄電器の前記電圧が、所定量増加するのに要した時間間隔を測定するタイマーをさらに備え、
　測定した前記時間間隔に基づいて、前記発電素子の前記起電力を推定する上記（７）に記載の無線送信装置。

　（１０）外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子と、
　上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の無線送信装置と、を備えることを特徴とする無線送信システム。

　本発明によれば、環境発電素子の起電力に応じて、無線送信部が電力を消費するタイミングおよび無線送信部の消費電力量を設定することができる。そのため、環境発電素子から供給される電力を利用して、高い消費電力効率および高い平均送信レートで、無線送信を行うことができる。

図１は、負荷抵抗を発電素子に接続したときの電力消費を説明するための図である。 図２は、蓄電器を発電素子に接続したときの電力消費を説明するための図である。 図３は、図２に示す回路の蓄電器の電圧Ｅ、回路に流れる電流Ｉ、消費電力効率ηの時間変化を示す図である。 図４は、図２に示す回路の蓄電器に蓄積される電力量Ｗと電圧Ｅの時間変化を示す図である。 図５は、発電素子を利用した無線送信装置の１例を示す図である。 図６は、図５に示す無線送信装置における蓄電器の電圧Ｅと消費電力効率ηの時間変化を示す図である。 図７は、本発明の第１実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムを示す図である。 図８は、図７に示す発電素子の断面斜視図である。 図９は、図７に示す発電素子の分解斜視図である。 図１０は、図７に示す発電素子が備える板バネの平面図である。 図１１は、図７に示すメモリ内に保存されている発電素子の起電力Ｅ_０と、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングとを関連付けるデータテーブル群の１例である。 図１２は、図７に示す無線送信装置が実行する消費電力量および電力消費タイミングの設定処理を示すフローチャートである。 図１３は、図１２に示す起電力Ｅ_０を推定する処理を示すフローチャートである。 図１４は、図７に示す蓄電器の電圧Ｅと消費電力効率ηの時間変化を示す図である。 図１５は、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定した後の蓄電器の電圧Ｅおよび消費電力効率ηを示す図である。 図１６は、無線送信装置の動作中に、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを再設定した場合の蓄電器の電圧Ｅおよび消費電力効率ηを示す図である。 図１７は、本発明の第２実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムを示す図である。 図１８は、本発明の第３実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムを示す図である。 図１９は、図１８に示す無線送信装置および無線送信システムが実行する起電力Ｅ_０検出処理のフローチャートである。 図２０は、本発明の第４実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムを示す図である。 図２１は、図２０に示す蓄電器の電圧Ｅと消費電力効率ηの時間変化を示す図である。 図２２は、図２０に示す無線送信装置および無線送信システムが実行する起電力Ｅ_０推定処理のフローチャートである。 図２３は、図２０に示す無線送信装置および無線送信システムが実行する消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定する処理を説明するための図である。 図２４は、図２０に示す無線送信装置および無線送信システムが実行する消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定する処理のフローチャートである。 図２５は、本発明の第５実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムを示す図である。

　以下、本発明の無線送信装置および無線送信システムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて説明する。なお、以下の説明では、本発明の無線送信装置および無線送信システムは、外部から入力される振動エネルギーを利用して発電を行う発電素子を利用するが、本発明はこれに限られない。外力等の様々な機械的エネルギーを利用して発電を行う様々な環境発電素子が、本発明の無線送信装置および無線送信システム内において利用されてもよい。

　＜第１実施形態＞
　まず、本発明の第１実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムについて説明する。

　図７は、本発明の第１実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムを示す図である。図８は、図７に示す発電素子の断面斜視図である。図９は、図７に示す発電素子の分解斜視図である。図１０は、図７に示す発電素子が備える板バネの平面図である。図１１は、図７に示すメモリ内に保存されている発電素子の起電力Ｅ_０と、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングとを関連付けるデータテーブル群の１例である。なお、以下の説明では、図８および図９中の上側を「上」または「上方」と言い、下側を「下」または「下方」と言う。

　図７に示す無線送信システム９００は、外部から入力された振動（振動エネルギー）を利用して発電を行う発電素子（環境発電素子）１００と、発電素子１００から供給される電力を利用して無線送信動作を実行する無線送信装置１とを含む。

　＜＜発電素子１００＞＞
　発電素子１００は、振動体に固定され、該振動体から入力される振動を利用して発電を行う。ここで、振動体としては、例えば、回転機器（モーター、タービン、ファン等）、空調ダクト、配管、輸送機（貨物列車や自動車、トラックの荷台等）、線路を構成する枕木、高速道路やトンネル、架橋、ポンプ、油圧及び空気圧を伝達するためのパイプ類などが挙げられる。

　図８および図９に示すように、発電素子１００は、筐体２０と、筐体２０内に図８および図９の上下方向に振動可能に保持された発電部１０とを備えている。発電部１０は、一対の対向する上側板バネ６０Ｕおよび下側板バネ６０Ｌと、これらの間に固定され、永久磁石３１を有する磁石組立体３０と、永久磁石３１の外周側を囲むように設けられたコイル４０と、コイル４０を保持するコイル保持部５０とを有している。

　筐体２０は、発電素子１００を振動体に固定すると共に、発電部１０を収納する機能を有する。筐体２０は、カバー２１と、ベース２３と、カバー２１とベース２３との間に位置する筒状部２２とを備えている。

　ベース２３の４隅には、それぞれ、貫通孔２３１が形成されている。図示しないネジをベース２３の貫通孔２３１に貫通させ、振動体に設けられたネジ穴と螺合させる。これにより、ベース２３と振動体とが固定され、発電素子１００を振動体に取り付ける（固定する）ことができる。発電素子１００を振動体に取り付けることにより、振動体の振動を発電素子１００に伝達させることができる。

　上側板バネ６０Ｕおよび下側板バネ６０Ｌは、磁石組立体３０およびコイル保持部５０を、筐体２０に対して振動可能に保持する機能を有する。上側板バネ６０Ｕは、カバー２１と筒状部２２との間に固定されている。一方、下側板バネ６０Ｌは、ベース２３と筒状部２２との間に固定されている。各板バネは、それぞれ、金属製の薄板材で形成された円環状の部材であり、互いに同じ構造を有している。

　図１０に示すように、各板バネは、それぞれ、外周側から、第１の環状部６１、第１の環状部６１の内径よりも小さい外径を有する第２の環状部６２、および第２の環状部６２の内径よりも小さい外径を有する第３の環状部６３を有している。これらの第１の環状部６１、第２の環状部６２および第３の環状部６３は、それぞれ、各板バネに同心的に設けられている。また、第１の環状部６１と第２の環状部６２とは、複数（本実施形態では、４つ）の第１のバネ部６４によって連結されており、第２の環状部６２と第３の環状部６３とは、複数（本実施形態では、２つ）の第２のバネ部６５によって連結されている。

　上側板バネ６０Ｕが、上側板バネ６０Ｕの上側に設けられたワッシャー８０とコイル保持部５０との間に位置する状態で、上側板バネ６０Ｕの第２の環状部６２が、コイル保持部５０の外周部（筒状部５１）の上端部に固定されている。また、下側板バネ６０Ｌが、下側板バネ６０Ｌの下側に設けられたワッシャー８０とコイル保持部５０との間に位置する状態で、下側板バネ６０Ｌの第２の環状部６２が、コイル保持部５０の外周部（筒状部５１）の下端部に固定されている。

　また、上側板バネ６０Ｕの第３の環状部６３は、後述する磁石組立体３０上に取り付けられたスペーサ７０の上部に固定されており、下側板バネ６０Ｌの第３の環状部６３は、磁石組立体３０の底部に固定されている。

　各板バネの４つの第１のバネ部６４は、第２の環状部６２を第１の環状部６１に対して図８および図９の上下方向に振動可能に支持（連結）している。上述のように、第１の環状部６１は筐体２０（カバー２１、筒状部２２およびベース２３）に固定され、第２の環状部６２は、コイル保持部５０に固定されている。そのため、振動体から筐体２０に振動が伝達されると、さらに、第１のバネ部６４を介して、振動がコイル保持部５０に伝達される。その結果、コイル保持部５０が筐体２０に対して振動する。

　また、各板バネの２つの第２のバネ部６５は、第３の環状部６３を第２の環状部６２に対して図８および図９の上下方向に振動可能に支持（連結）している。上述のように、上側板バネ６０Ｕの第３の環状部６３は、スペーサ７０を介して、磁石組立体３０に固定されており、下側板バネ６０Ｌの第３の環状部６３は、磁石組立体３０の底部に固定されている。そのため、振動体から筐体２０に振動が伝達されると、さらに、第２のバネ部６５を介して、振動が磁石組立体３０に伝達される。その結果、磁石組立体３０が筐体２０およびコイル保持部５０に対して振動する。

　かかる構成を有する発電素子１００では、筐体２０に対して、各板バネの第１のバネ部６４によってコイル保持部５０が振動する第１の振動系と、筐体２０およびコイル保持部５０に対して、各板バネ６０Ｕ、６０Ｌの第２のバネ部６５によって磁石組立体３０が振動する第２の振動系とが形成されている。

　磁石組立体３０は、上側板バネ６０Ｕと下側板バネ６０Ｌとの間に、筐体２０およびコイル保持部５０に対して振動可能に支持されている。磁石組立体３０は、円盤状（厚さの比較的薄い円柱状）の永久磁石３１と、永久磁石３１がその略中央に配設される底板部３２１と、底板部３２１の外周端部から立設した筒状部３２２とを有する円筒状のバックヨーク３２と、永久磁石３１の上面に設けられたヨーク３３とを有している。バックヨーク３２の底板部３２１の外周部は、下側板バネ６０Ｌの第３の環状部６３に固定されており、ヨーク３３は、スペーサ７０を介して上側板バネ６０Ｕの第３の環状部６３に固定されている。

　バックヨーク３２は、筒状部３２２と永久磁石３１（ヨーク３３）との間に、コイル保持部５０に保持されたコイル４０が筒状部３２２および永久磁石３１と離間した状態で配置されるように構成されている。すなわち、筒状部３２２の内径は、コイル４０の外径よりも大きく設計されている。また、バックヨーク３２の底板部３２１には、中央部付近に貫通孔が形成されている。

　コイル保持部５０は、磁石組立体３０と筐体２０との間に、筐体２０および磁石組立体３０に対して振動可能に支持されている。コイル保持部５０は、円筒状の筒状部５１と、筒状部５１の内周面側に配設された円環状の環状部５２とを有している。筒状部５１は、各板バネの第２の環状部６２に固定されている。また、コイル保持部５０は、環状部５２の下面側でコイル４０を保持している。

　コイル４０は、コイル保持部５０の環状部５２下面の内周部付近に固定されて、コイル保持部５０に保持されている。また、コイル４０は、コイル保持部５０に保持された状態で、磁石組立体３０のバックヨーク３２の筒状部３２２と永久磁石３１との間に、筒状部３２２および永久磁石３１と離間して配置されている。このコイル４０は、発電部１０の振動（コイル保持部５０の振動および磁石組立体３０の振動）に伴って、永久磁石３１に対して相対的に上下方向に変位する。このような振動により、コイル４０を通過する永久磁石３１からの磁力線の密度が変化し、コイル４０に交流電流が発生する。

　コイル４０の両端は、それぞれ、コイル保持部５０の環状部５２の上側に設けられた一対の電極端子９０に接続されている。無線送信装置１の入力端子に電極端子９０を接続することにより、無線送信装置１は、発電素子１００を電源として利用することができる。

　＜＜無線送信装置１＞＞
　無線送信装置１は、本実施形態では図示しないセンサに通信可能に接続され、発電素子１００から供給される電力を利用して、センサから受信した検出データをサーバーや制御装置等の外部機器に無線送信する機能を有する。無線送信装置１に通信可能に接続されたセンサは、特に限定されないが、本実施形態ではセンサとして振動センサを用いた場合について説明する。なお、無線送信装置１と振動センサとの間の接続は、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。

　図７に示すように、無線送信装置１は、発電素子１００から供給される電力を整流する整流器２と、整流器２によって整流された電力を蓄積する蓄電器３と、センサから受信した検出データを外部機器へ無線送信する無線送信部４と、蓄電器３内に電力を蓄積する充電モードと蓄電器３から無線送信部４へ電力を供給し、該電力を消費する電力消費モードとを切り替えるスイッチング部５ａと、蓄電器３の電圧Ｅを検出する電圧検出部６と、を備えている。

　また、無線送信装置１において、少なくとも、電圧検出部６と無線送信部４との間、およびスイッチング部５ａと無線送信部４との間は、データバス等によって通信可能に接続されている。さらに、電圧検出部６と、スイッチング部５ａとの間も通信可能に接続されている。電圧検出部６は蓄電器３の電圧Ｅがトリガー電圧Ｅ_１を超えた場合、スイッチング部５ａに電力消費開始信号を送信する。スイッチング部５ａは、電圧検出部６からの電力消費開始信号に基づいて、モードを電力消費モードへ切り替える。したがって、本実施形態において、スイッチング部５ａがモードを電力消費モードに切り替えるタイミング、すなわち、蓄電器３から無線送信部４へ電力を供給し、該電力を消費するタイミング（以下、単に「電力消費タイミング」という）は、トリガー電圧Ｅ_１に依存する。

　整流器２は、発電素子１００の電極端子９０の少なくとも一方に接続されており、発電素子１００から供給される電力を整流する機能を有する。整流器２は、発電素子１００から供給される電力を整流することができれば特に限定されない。例えば、ダイオード整流器、ブリッジ整流器等を整流器２として用いることができる。

　蓄電器３は、整流器２と発電素子１００の電極端子９０の他方との間に接続されており、整流器２が整流した電力を蓄積および放出（充放電）する機能を有する。蓄電器３としては、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタを用いていることができる。このようなキャパシタは、急速充電が可能であり、小型であることから、蓄電器３として適している。また、キャパシタと、鉛電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池（蓄電池）との組み合わせを蓄電器３として用いてもよい。この場合、キャパシタの容量以上の電力が供給された場合に、余剰分の電力を二次電池内に蓄積しておくことができるので、発電素子１００から供給される電力をより効率的に利用することができる。

　無線送信部４は、スイッチング部５ａを介して、蓄電器３の両端に接続されており、蓄電器３から供給される電力を利用して、センサの検出データの無線送信動作を実行する機能を有する。無線送信部４は、無線送信部４の制御を行うＣＰＵ（中央演算装置）４１と、メモリ４２と、所定量の検出データを外部機器に無線送信するＲＦ部４３と、を備える。

　メモリ４２は、無線送信装置１に通信可能に接続されたセンサから受信した検出データと、一回の無線送信動作で送信するデータ量と、図１１に示すデータテーブル群とを保存している。

　センサから受信した検出データは、ＦＩＦＯ（ファーストイン・ファーストアウト）方式でメモリ４２内に保存され、ＲＦ部４３によって無線送信される。ＲＦ部４３によって無線送信された検出データは、メモリ４２内から消去される。

　メモリ４２内に保存されている１回の無線送信動作で送信するデータ量は、ＣＰＵ４１や外部入力によって変更可能である。一般に、データの無線送信動作に要する消費電力量Ｗは、無線送信するデータ量に比例する。例えば、送信データ量が２００バイトのときの無線送信部４の消費電力量Ｗが約２００μＪであった場合、送信データ量が４００バイトのときの消費電力量Ｗは約４００μＪとなる。したがって、無線送信部４は、メモリ４２内に保存されている１回の無線送信動作で送信するデータ量を変更することにより、１回の無線送信動作で消費される消費電力量Ｗを任意の値に設定することができる。

　図１１に示すメモリ４２内に保存されているデータテーブル群は、発電素子１００の起電力Ｅ_０と、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングとを関連付けるデータテーブル群である。データテーブル群は、無線送信部４の性能および蓄電器３の容量Ｃに基づいて事前に作成されたデータであり、無線送信装置１の製造時、出荷時、取り付け時等に、製造者、出荷者、取り付け人等によって、メモリ４２内に保存される。

　図１１に示すデータテーブル群は、発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じた複数のデータテーブルＤＴから構成されている。図１１には、蓄電器３の容量Ｃ＝５００（μＦ）の場合の起電力Ｅ_０＝３（Ｖ）、起電力Ｅ_０＝３．５（Ｖ）、起電力Ｅ_０＝４（Ｖ）に対応した３つのデータテーブルＤＴ１～ＤＴ３が図示されている。

　各データテーブルＤＴは、無線送信部４の送信データ量と、そのデータ量の検出データをＲＦ部４３によって外部機器に無線送信した場合の消費電力量Ｗと、トリガー電圧Ｅ_１と、蓄電器３から無線送信部４へ電力を供給し、消費した後の蓄電器３の電圧Ｅ_２とから構成される複数のデータセットＤＳを含む。なお、各データセットＤＳ内において、消費電力量Ｗおよびトリガー電圧Ｅ_１は、充電モード中に発電素子１００から蓄電器３に供給される電力量Ｗ_ｉｎと、１回の送信動作によって無線送信部４によって消費される消費電力量Ｗとの間のエネルギーの収支バランスが維持されるよう（Ｗ_ｉｎ＝Ｗとなるよう）、設定されている。

　無線送信部４は、メモリ４２内に保存されているデータテーブル群を参照し、推定した発電素子１００の起電力Ｅ_０の値に応じたデータテーブルＤＴから、任意のデータセットＤＳを選択する。その後、無線送信部４は、選択したデータセットＤＳの送信データ量を１回の無線送信動作で送信するデータ量としてメモリ４２内に保存し、さらに、選択したデータセットＤＳのトリガー電圧Ｅ_１を設定するための信号を電圧検出部６に送信する。これにより、無線送信装置１は、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを任意に設定することができる。

　電力消費モードにおいて、無線送信部４に電力が供給されると、無線送信部４は、蓄電器３内に蓄積された電力を消費し、メモリ４２内に保存されている１回の無線送信動作で送信するデータ量に基づいて、メモリ４２から検出データを読み出し、ＲＦ部４３を用いて、検出データを外部機器に無線送信する。無線送信部４は、検出データを外部機器に無線送信した後、スイッチング部５ａに対して、電力消費終了信号を送信する。

　ＲＦ部４３は、外部機器に検出データを無線送信することができれば特に限定されない。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ワイヤレスＵＳＢ、ＺｉｇＢｅｅ規格に対応した省電力無線ＩＣ等をＲＦ部４３として用いることができる。

　スイッチング部５ａは、蓄電器３と無線送信部４との間に接続されており、整流器２が整流した電力を蓄電器３内に蓄積する充電モードと、蓄電器３から無線送信部４へ電力を供給し、消費する電力消費モードとを切り替える機能を有する。スイッチング部５ａとしては、例えば、ＭＯＳＦＥＴのような半導体スイッチング素子やメカニカルスイッチ等を用いることができる。スイッチング部５ａは、ノーマリーオープン（ＮＯ）タイプのスイッチであり、電圧検出部６から電力消費開始信号を受信すると、蓄電器３と無線送信部４とを接続し、無線送信部４から電力消費終了信号を受信すると、蓄電器３と無線送信部４との接続を切断する。

　充電モードにおいては、発電素子１００から供給される電力は、整流器２によって整流され、蓄電器３内に蓄積される。一方、電力消費モードにおいては、蓄電器３内に蓄積された電力が、無線送信部４に供給され、消費される。無線送信部４が無線送信動作を実行し、電力が消費された後、スイッチング部５ａが無線送信部４から電力消費終了信号を受信すると、スイッチング部５ａは、電力消費モードから充電モードへとモードを切り替える。

　電圧検出部６は、蓄電器３とスイッチング部５ａとの間に、蓄電器３と並列に接続されており、蓄電器３の電圧Ｅを検出し、検出した電圧Ｅがトリガー電圧Ｅ_１を超えた際に、スイッチング部５ａに電力消費開始信号を送信する機能を有する。また、電圧検出部６は、検出した蓄電器３の電圧Ｅの値を報告するための信号を無線送信部４に送信することができる。

　電圧検出部６は、蓄電器３の電圧Ｅを検出し、スイッチング部５ａおよび無線送信部４に信号を送信することができれば特に限定されない。例えば、分圧器、計器用変圧器、ポッケルス効果による光電界センサ等の素子を電圧検出部６として用いることができる。

　スイッチング部５ａに電力消費開始信号を送信するためのトリガー電圧Ｅ_１は、無線送信部４からの信号に応じて設定される。蓄電器３の電圧Ｅがトリガー電圧Ｅ_１を超えると、電圧検出部６は、スイッチング部５ａに電力消費開始信号を送信する。上述のように、スイッチング部５ａは、電圧検出部６から電力消費開始信号を受信すると、充電モードから電力消費モードへとモードを切り替える。また、電力消費モードにおいて無線送信部４によって電力が消費され、電力消費終了信号を受信すると、スイッチング部５ａは、電力消費モードから充電モードへとモードを切り替える。このとき、無線送信部４による電力消費により、蓄電器３の電圧Ｅは、トリガー電圧Ｅ_１以下に降下する。その後、蓄電器３内への電力の蓄積が再度開始される。

　このようにして、電圧検出部６は、蓄電器３の電圧Ｅがトリガー電圧Ｅ_１を超える毎に、スイッチング部５ａに電力消費開始信号を送信する。したがって、トリガー電圧Ｅ_１を変更することによって、無線送信部４は、電力消費タイミングを任意に設定することができる。

　次に、図１２～図１６を参照して、無線送信装置１の動作、特に、発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定する処理、および、発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じて、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定する処理について説明する。

　図１２は、図７に示す無線送信装置１が実行する消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングの設定処理を示すフローチャートである。図１３は、図１２に示す起電力Ｅ_０を推定する処理を示すフローチャートである。図１４は、図７に示す蓄電器３の電圧Ｅと消費電力効率ηの時間変化を示す図である。図１５は、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定した後の蓄電器３の電圧Ｅおよび消費電力効率ηを示す図である。図１６は、無線送信装置１の動作中に、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを再設定した場合の蓄電器３の電圧Ｅおよび消費電力効率ηを示す図である。

　図１２に示す消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングの設定処理Ｓ１００は、発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定する処理Ｓ１１０と、無線送信部４の消費電力量Ｗおよび電力消費タイミング（すなわち、トリガー電圧Ｅ_１）を設定する処理Ｓ１２０とを含む。

　発電素子１００から無線送信装置１への電力供給が開始されると、処理Ｓ１００が開始される。この消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングの設定処理Ｓ１００は、モードが充電モードであるときに実行される。また、処理Ｓ１００は、発電素子１００から無線送信装置１への電力供給開始時だけでなく、定期的（１日毎、毎月等）に実行されてもよい。

　処理Ｓ１１０において、発電素子１００の起電力Ｅ_０が推定される。図１３は、発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定するための処理Ｓ１１０を示している。また、発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定する方法の基本概念が図１４に示されている。

　図１４は、発電素子１００の起電力Ｅ_０が４（Ｖ）である時の蓄電器３の電圧Ｅと消費電力効率ηの時間変化を示す図である。図１４に示すように、ｔ＝０（ｓ）の時点では、Ｅ＝０（Ｖ）である。これは、蓄電器３内に電力が蓄積されていないことを示す。一方、ｔが十分に大きくなると（ｔ＝ｔ_１またはｔ_２）、Ｅ≒Ｅ_０＝４（Ｖ）となり、蓄電器３が飽和する。以下、蓄電器３が飽和した時の電圧Ｅを飽和電圧という。蓄電器３が飽和すると、蓄電器３内にそれ以上電力が蓄積されない。また、消費電力効率ηは、Ｅ＝Ｅ_０／２＝２（Ｖ）であるとき最大値５０％に到達し、０．３Ｅ_０≦Ｅ≦０．７Ｅ_０（１．２（Ｖ）≦Ｅ≦２．８（Ｖ））であるとき、約４０％以上となる。本実施形態では、発電素子１００の起電力Ｅ_０は、蓄電器３の飽和電圧に基づいて推定される。

　図１３に示す工程Ｓ１１１において、任意のタイミングにおいて、電圧検出部６によって蓄電器３の電圧Ｅ_ｔ１が検出され、メモリ４２内に保存される。次に、工程Ｓ１１２において、所定時間経過後に、電圧検出部６によって蓄電器３の電圧Ｅ_ｔ２が検出され、メモリ４２内に保存される。次に、工程Ｓ１１３において、無線送信部４によってΔＥ_ｔ＝Ｅ_ｔ１－Ｅ_ｔ２が算出される。工程Ｓ１１４において、無線送信部４によってΔＥ_ｔが所定値以下であるか否かが判別される。工程Ｓ１１４においてΔＥ_ｔが所定値より大きいと判別された場合、処理Ｓ１１０は、工程Ｓ１１１に戻る。一方、工程Ｓ１１４においてΔＥ_ｔが所定値以下と判別された場合、すなわち、所定の時間、電力を蓄電器３に蓄積（チャージ）したとしても蓄電器３の電圧Ｅが変化しない場合、蓄電器３の電圧Ｅが飽和電圧に到達したと判断され、処理Ｓ１１０は工程Ｓ１１５に移行する。工程Ｓ１１５において、発電素子１００の起電力Ｅ_０は、蓄電器３の飽和電圧、すなわち、Ｅ_ｔ２（またはＥ_ｔ１）であると推定され、処理Ｓ１１０は終了する。

　なお、蓄電器３の電圧Ｅが飽和電圧に到達したか否かを判別するための所定値は任意に設定することができるが、電圧検出部６の分解能より大きく設定される。また、該所定値は、検出した電圧Ｅ_ｔ２（またはＥ_ｔ１）の１％以下に設定されることが好ましく、０．１％以下に設定されることがより好ましい。

　図１２に戻り、処理Ｓ１１０において発電素子１００の起電力Ｅ_０が推定されると、処理Ｓ１００は、推定した発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じて、無線送信部４の消費電力量Ｗおよび電力消費タイミング（すなわち、トリガー電圧Ｅ_１）を設定する処理Ｓ１２０に移行する。

　処理Ｓ１２０において、無線送信部４の消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングは、推定した発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じたデータテーブルＤＴの任意のデータセットＤＳを選択し、一回の無線送信動作で送信するデータ量およびトリガー電圧Ｅ_１を設定することによって、設定される。

　なお、図１１に示す各データテーブルＤＴにおいて、トリガー電圧Ｅ_１および電圧Ｅ_２は、トリガー電圧Ｅ_１と電圧Ｅ_２との平均値（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２がＥ_０／２近傍となるように設定されている。より具体的には、トリガー電圧Ｅ_１および電圧Ｅ_２は、０．３Ｅ_０≦（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２≦０．７Ｅ_０を満たすように設定されているのが好ましく、０．４Ｅ_０≦（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２≦０．６Ｅ_０を満たすように設定されているのがより好ましく、（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２＝Ｅ_０／２を満たすように設定されているのが最も好ましい。これにより、消費電力効率ηを常に高い状態で保ちつつ、無線送信装置１を動作させることができる。

　また、無線送信部４は、発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じたデータテーブルＤＴから任意のデータセットＤＳを選択する際、データセットＤＳ内のトリガー電圧Ｅ_１が０．５Ｅ_０＜Ｅ_１≦０．７Ｅ_０を満たし、電圧Ｅ_２が０．３Ｅ_０≦Ｅ_２＜０．５Ｅ_０を満たすように、データセットＤＳを選択するのが好ましい。これにより、常に消費電力効率ηを約４０％以上に保ちつつ、無線送信装置１を動作させることができる。

　また、無線送信部４は、上述の条件に加え、無線送信部４の最低動作電圧や、起動毎にデータ送信に直接消費されない電力量（例えば、ＣＰＵ４１内等に蓄積され、電源ＯＦＦ後に捨てられる電力、ＣＰＵ４１のイニシャライズ動作に要する電力量等）等を参照して、発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じたデータテーブルＤＴから任意のデータセットＤＳを選択し、一回の無線送信動作で送信するデータ量およびトリガー電圧Ｅ_１を設定してもよい。

　このように、推定した発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じて、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミング（すなわち、トリガー電圧Ｅ_１）を設定した後、処理Ｓ１２０が終了する。図１２に戻り、処理Ｓ１２０が終了すると、処理Ｓ１００が終了する。

　図１５に、上述の方法で、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定した後の無線送信装置１の消費電力効率ηおよび蓄電器３の電圧Ｅを示す。図１５の例では、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングは、（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２＝Ｅ_０／２＝２（Ｖ）、Ｅ_１＝０．６Ｅ_０＝２．４（Ｖ）、Ｅ_１＝０．４Ｅ_０＝１．６（Ｖ）を満たすように、データセットＤＳが選択され、設定されている。

　図１５から明らかなように、発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じて、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定することにより、無線送信装置１が無線送信動作を開始した後の消費電力効率ηを、常に約４８％以上の非常に高い値に保つことができる。したがって、本発明の無線送信装置１は、高い消費電力効率で動作することができ、その結果、高い平均送信レートで、検出データの無線送信を行うことができる。

　また、無線送信装置１は、発電素子１００から無線送信装置１への電力供給開始時だけでなく、任意のタイミングで、または定期的に、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングの設定処理Ｓ１００を実行してもよい。

　図１６に示す例は、起電力Ｅ_０＝３（Ｖ）、蓄電器３の容量Ｃ＝５００（μＦ）の場合の無線送信装置１の消費電力効率ηの例である。図１６中のｔ＝１～３（ｓ）の区間１では、消費電力量Ｗ＝２００（μＪ）、トリガー電圧Ｅ_１＝１．６５（Ｖ）および（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２＝Ｅ_０／２＝１．５（Ｖ）となるよう消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングが設定されている。一方、ｔ＝３～６（ｓ）の区間２では、消費電力量Ｗ＝５００（μＪ）、トリガー電圧Ｅ_１＝１．８９（Ｖ）および（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２＝Ｅ_０／２＝１．５（Ｖ）となるよう消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングが設定されている。

　このように、無線送信装置１の無線送信動作中に、任意のタイミングで、または定期的に、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定することにより、送信すべきデータの残量等に応じて、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを適宜再設定（変更）することができる。また、無線送信装置１の無線送信動作中に発電素子１００の起電力Ｅ_０が変動した場合に、該変動に対応して、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定することができる。

　＜第２実施形態＞
　次に、本発明の第２実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムについて説明する。図１７は、本発明の第２実施形態にかかる無線送信装置および無線送信システムを示す図である。

　以下、第２実施形態の無線送信装置および無線送信システムについて、前記第１実施形態の無線送信装置および無線送信システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

　第２実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００は、スイッチング部５ａが無線送信装置１から省略され、さらに、処理Ｓ１２０における無線送信部４の消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングの設定方法が変更されている点を除き、前記第１実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００と同様である。

　本実施形態の無線送信部４は、前記第１実施形態のスイッチング部５ａの機能、すなわち、整流器２が整流した電力を蓄電器３内に蓄積する充電モード（スリープモードとも称される）と、蓄電器３から無線送信部４へ電力を供給し、消費する電力消費モードとを切り替える機能をさらに有している。

　さらに、前記第１実施形態の無線送信部４は、メモリ４２内に保存されているデータテーブル群のデータセットＤＳ内の送信データ量を用いて消費電力量Ｗを任意に設定していたが、本実施形態の無線送信部４は、メモリ４２内に保存されているデータテーブル群のデータセットＤＳ内のトリガー電圧Ｅ_１および電圧Ｅ_２を用いて消費電力量Ｗを任意に設定する。

　すなわち、本実施形態の電圧検出部６は、蓄電器３の電圧Ｅがトリガー電圧Ｅ_１を超えたことを検出すると、無線送信部４に電力消費開始信号を送信し、さらに、無線送信部４の電力消費によって、蓄電器３の電圧Ｅが電圧Ｅ_２を下回ったことを検出すると、無線送信部４に電力消費終了信号を送信するよう構成されている。また、無線送信部４へ信号を送信するためのトリガー電圧Ｅ_１および電圧Ｅ_２は、無線送信部４からの信号に応じて設定される。

　電圧検出部６は、前述の第１実施形態と同様に、蓄電器３の電圧Ｅがトリガー電圧Ｅ_１を超えたことを検出すると、電力消費開始信号を無線送信部４に対して送信する。無線送信部４は、電圧検出部６から電力消費開始信号を受信すると、充電モードから電力消費モードへモードを切り替える。モードが電力消費モードに切り替わると、無線送信部４は、蓄電器３から供給される電力を消費し、検出データの無線送信動作を開始する。この際、本実施形態の無線送信部４は、無線送信すべき検出データのデータ量を特に設定せず、電圧検出部６から電力消費終了信号を受信するまで、検出データの無線送信動作を継続する。

　無線送信部４が検出データの無線送信動作を継続している間、無線送信部４の無線送信動作によって、蓄電器３内に蓄積された電力が消費され続け、蓄電器３の電圧Ｅが徐々に低下する。電圧検出部６は、無線送信部４の電力消費によって、蓄電器３の電圧Ｅが電圧Ｅ_２を下回ったことを検出すると、無線送信部４に電力消費終了信号を送信する。無線送信部４は、電圧検出部６から電力消費終了信号を受信すると、電力消費モードから充電モードへモードを切り替える。その後、蓄電器３内への電力の蓄積が再度開始される。

　このようにして、電圧検出部６は、蓄電器３の電圧Ｅがトリガー電圧Ｅ_１を超える毎に無線送信部４に電力消費開始信号を送信し、蓄電器３の電圧Ｅが電圧Ｅ_２を下回る毎に無線送信部４に電力消費終了信号を送信する。無線送信部４が１回の無線送信動作で消費する消費電力量Ｗは、電力消費開始信号から電力消費終了信号までの時間間隔に依存することから、本実施形態の無線送信部４は、トリガー電圧Ｅ_１および電圧Ｅ_２を変更することによって、消費電力量Ｗを任意に設定することができる。

　すなわち、本実施形態において、無線送信部４は、発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じて、トリガー電圧Ｅ_１および電圧Ｅ_２を変更することによって、消発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じて、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定することができる。

　このように、本実施形態では、スイッチング部を用いることなく、発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じて、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定することができるので、無線送信装置１の構成をシンプルにすることができる。また、本実施形態では、スイッチング部を用いないので、スイッチング部の疲労破壊、接触不良、経年劣化等によって、無線送信装置１が故障することを防止できる。無線送信装置１は、発電素子１００とともに振動体に取り付けられることが多く、振動によって無線送信装置１の各要素、特にスイッチング部は故障しやすい。したがって、このようなスイッチング部の疲労破壊、接触不良、経年劣化等による無線送信装置１の故障防止効果は、特に有用である。

　かかる第２実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００によっても、前記第１実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００と同様の作用・効果を生じる。

　＜第３実施形態＞
　次に、本発明の第３実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムについて説明する。

　図１８は、本発明の第３実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムを示す図である。図１９は、図１８に示す無線送信装置および無線送信システムが実行する起電力Ｅ_０検出処理のフローチャートである。

　以下、第３実施形態の無線送信装置および無線送信システムについて、前記第１実施形態の無線送信装置および無線送信システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

　第３実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００は、無線送信装置１が第２のスイッチング部５ｂおよび起電力検出部７を備え、発電素子１００の起電力Ｅ_０が起電力検出部７によって直接検出される点を除き、前記第１実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００と同様である。

　第２のスイッチング部５ｂは、発電素子１００と整流器２との間に接続されており、前述の充電モードと、発電素子１００と蓄電器３との間の接続を切断し、発電素子１００を開放状態とする開放モードとを切り替える機能を有する。また、第２のスイッチング部５ｂは、少なくとも、無線送信部４および起電力検出部７と通信可能に接続されており、無線送信部４または起電力検出部７から受信した信号に基づいて、スイッチング動作を実行することができる。

　第２のスイッチング部５ｂとしては、例えば、前述のスイッチング部５ａと同様のスイッチング素子を用いることができるが、第２のスイッチング部５ｂは、ノーマリークローズ（ＮＣ）タイプのスイッチである。第２のスイッチング部５ｂは、無線送信部４から信号を受信すると、発電素子１００と蓄電器３との間の接続を切断し、発電素子１００を開放状態にする。一方、第２のスイッチング部５ｂは、起電力検出部７から信号を受信すると、発電素子１００と蓄電器３との間を接続し、開放モードから充電モードへとモードを切り替える。

　起電力検出部７は、発電素子１００の一対の電極端子９０に接続されており、第２のスイッチング部５ｂが発電素子１００を開放状態にしたとき、発電素子１００の起電力Ｅ_０を直接検出する機能を有する。また、起電力検出部７は、少なくとも、無線送信部４および第２のスイッチング部５ｂと通信可能に接続されており、直接検出した発電素子１００の起電力Ｅ_０の値を無線送信部４に送信し、その後、第２のスイッチング部５ｂに信号を送信する。

　起電力検出部７としては、例えば、前述の電圧検出部６と同様の素子を用いることができる。起電力検出部７は、開放状態の発電素子１００の電圧を検出し、該検出した電圧の振幅から、発電素子１００の起電力Ｅ_０を直接検出する。

　第３実施形態の無線送信装置１は、前述の第１実施形態の無線送信装置１が実行する発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定する処理Ｓ１１０に換えて、図１９に示すような発電素子１００の起電力Ｅ_０を検出する処理Ｓ１３０を実行する。

　処理Ｓ１３０の開始後、工程Ｓ１３１において、任意のタイミングで、または周期的に、無線送信部４から第２のスイッチング部５ｂに信号が送信される。第２のスイッチング部５ｂは、無線送信部４から信号を受信すると、充電モードから解放モードへとモードを切り替える。次に、工程Ｓ１３２において、起電力検出部７は、開放状態の発電素子１００の電圧を検出することにより、発電素子１００の起電力Ｅ_０を直接検出し、検出した発電素子１００の起電力Ｅ_０を無線送信部４に送信する。その後、工程Ｓ１３３において、起電力検出部７は第２のスイッチング部５ｂに信号を送信する。第２のスイッチング部５ｂは、起電力検出部７から信号を受信すると、開放モードから充電モードへとモードを切り替える。工程Ｓ１３３の終了後、発電素子１００の起電力Ｅ_０を検出する処理Ｓ１３０が終了する。

　このように本実施形態では、発電素子１００の起電力Ｅ_０を第２のスイッチング部５ｂおよび起電力検出部７を用いて直接検出するので、発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定する場合と比較して、より正確に起電力Ｅ_０を把握することができる。また、本実施形態では、蓄電器３の電圧Ｅを複数回測定する必要がないので、起電力Ｅ_０を得るのに要する時間を短縮することができる。

　かかる第３実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００によっても、前記第１実施形態および前記第２実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００と同様の作用・効果を生じる。

　＜第４実施形態＞
　次に、本発明の第４実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムについて説明する。図２０は、本発明の第４実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムを示す図である。

　第４実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００は、無線送信装置１がタイマー８を備え、発電素子１００の起電力Ｅ_０の推定方法および消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定する処理が変更されている点を除き、前記第１実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００と同様である。

　以下、第４実施形態の無線送信装置および無線送信システムについて、前記第１実施形態の無線送信装置および無線送信システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

　タイマー８は、蓄電器３とスイッチング部５ａとの間に、蓄電器３に並列に接続されており、所定の時間間隔Δｔが経過した際に、スイッチング部５ａに電力消費開始信号を送信する機能を有する。さらに、タイマー８は、無線送信部４からの測定開始信号および測定終了信号に基づいて、時間間隔Ｔｄの測定を行い、測定した時間間隔Ｔｄを無線送信部４に送信することができる。

　タイマー８は、無線送信部４に通信可能に接続されている。また、スイッチング部５ａに電力消費開始信号を送信するための時間間隔Δｔは、無線送信部４からの信号に応じて設定される。設定された時間間隔Δｔが経過する毎に、タイマー８は、スイッチング部５ａに電力消費開始信号を送信する。スイッチング部５ａは、タイマー８から電力消費開始信号を受信すると、充電モードから電力消費モードへとモードを切り替える。したがって、本実施形態では、電力消費タイミングは、タイマー８の時間間隔Δｔに依存する。すなわち、本実施形態においては、タイマー８の時間間隔Δｔを変更することによって、無線送信部４は、電力消費タイミングを変更することができる。

　タイマー８は、時間をカウントし、スイッチング部５ａおよび無線送信部４に信号を送信することができれば特に限定されない。例えば、ＣＲ発振によって時間をカウントするＣＲ発振回路、キャパシタと抵抗により時間をカウントする積分回路、クロック信号を利用した回路等をタイマー８として用いることができる。なお、本実施形態では、タイマー８は、蓄電器３に並列に接続され、蓄電器３内に蓄積された電力を利用して動作を行うが、本発明はこれに限られない。例えば、タイマー８自身が電池等の別の電源を有していてもよいし、外部電源から電力を受け取ってもよい。

　次に、図２１～２４を参照して、本実施形態の無線送信装置１の動作、発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定する処理、および、発電素子１００の起電力Ｅ_０に応じて、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを変更する処理について説明する。

　図２１は、図２０に示す蓄電器３の電圧Ｅと消費電力効率ηの時間変化を示す図である。図２２は、図２０に示す無線送信装置１および無線送信システム９００が実行する起電力Ｅ_０推定処理のフローチャートである。図２３は、図２０に示す無線送信装置および無線送信システムが実行する消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定する処理を説明するための図である。図２４は、図２０に示す無線送信装置および無線送信システムが実行する消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定する処理のフローチャートである。

　本実施形態の無線送信装置１は、前記第１実施形態の無線送信装置１が実行する処理Ｓ１１０に換えて、未飽和状態の蓄電器３の電圧Ｅ（例えば、図２１中のＥ＝Ｅ_ｔ１～Ｅ_ｔ３）を複数回測定することにより発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定する処理Ｓ１４０を実行する。

　図２２は、本実施形態に係る無線送信装置１が実行する起電力Ｅ_０を推定する処理Ｓ１４０のフローチャートである。まず、工程Ｓ１４１において、変数ｎが初期化（ｎ＝１）される。次に、工程Ｓ１４２において、電圧検出部６によって、蓄電器３の電圧Ｅが検出され、検出した電圧Ｅが所定の基準電圧Ｅ_ｔｎに到達したかどうかが判別される。工程Ｓ１４２において電圧Ｅが所定の基準電圧Ｅ_ｔｎより小さいと判別された場合、電圧Ｅが所定の基準電圧Ｅ_ｔｎに到達するまで、工程Ｓ１４２が繰り返される。一方、工程Ｓ１４２において電圧Ｅが所定の基準電圧Ｅ_ｔｎに到達したと判別された場合、処理は、工程Ｓ１４３に移行する。

　工程Ｓ１４３において、タイマー８が無線送信部４からの測定開始信号によって、時間測定を開始済みかどうか、すなわち、時間間隔Ｔｄの測定を開始済みかどうかが判別される。工程Ｓ１４３においてタイマー８が時間測定を開始済みではないと判別された場合、処理は工程Ｓ１４４に移行する。工程Ｓ１４４において、タイマー８がリセットされ、時間間隔Ｔｄの測定が開始される。また、工程Ｓ１４４において、変数ｎがインクリメントされ、再度、工程Ｓ１４２において、電圧Ｅが次の基準電圧Ｅ_ｔｎに到達したかどうかが判別される。

　一方、工程Ｓ１４３においてタイマー８が時間測定を開始済みであると判別された場合、処理は工程Ｓ１４５に移行する。工程Ｓ１４５において、タイマー８の時間測定が終了し、時間間隔Ｔｄが取得され、無線送信部４に時間間隔Ｔｄの値が送信される。その後、工程Ｓ１４６において、無線送信部４が所定の数の時間間隔Ｔｄを取得済みかどうかが判別される。工程Ｓ１４６において無線送信部４が所定の数の時間間隔Ｔｄを取得していないと判別された場合、処理Ｓ１４０は工程Ｓ１４２に戻り、無線送信部４が所定の数の時間間隔Ｔｄを取得するまで工程Ｓ１４２～Ｓ１４６が繰り返される。なお、取得すべき時間間隔Ｔｄの数は特に限定されないが、少なくとも２つ以上であり、後述する曲線回帰の精度を向上させる観点からは、少なくとも３つ以上であることが好ましい。

　一方、工程Ｓ１４６において無線送信部４が所定の数の時間間隔Ｔｄを取得済みと判別された場合、処理は工程Ｓ１４７に移行する。工程Ｓ１４７において、無線送信部４は、取得した複数の時間間隔Ｔｄ、すなわち、蓄電器３の電圧Ｅが所定量増加するのに要した時間間隔Ｔｄに基づいて、多項式近似等の曲線回帰により、電圧Ｅが各基準電圧Ｅ_ｔｎに到達したときの時間ｔ_ｎ（例えば、Ｅ_ｔ１のときの時間ｔ_１）を算出する。その後、工程Ｓ１４８において、式（２）のＥにＥ_ｔｎを、ｔにｔ_ｎを代入することにより、発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定する。ここで、式（２）中のＣは、蓄電器３の容量である。発電素子１００の起電力Ｅ_０が推定されると、発電素子１００の起電力Ｅ_０を推定する処理Ｓ１４０は終了する。

　発電素子１００の起電力Ｅ_０が推定された後、本実施形態の無線送信装置１は、前述の第１実施形態の無線送信装置１が実行する処理Ｓ１２０に換えて、フィードバック処理を用いて消費電力量Ｗおよび電力消費タイミング（すなわち、時間間隔Δｔ）を設定する処理Ｓ１５０を実行する。

　図２３は、本実施形態の消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定する処理Ｓ１５０の基本概念を示す図である。上述のように、本実施形態において、タイマー８は、設定された時間間隔Δｔが経過する毎に、スイッチング部５ａに信号を送信する。スイッチング部５ａは、電圧検出部６から信号を受信すると、充電モードから電力消費モードへとモードを切り替える。

　したがって、所定の時間間隔Δｔの間、蓄電器３内には電力が蓄積され続け、所定の時間間隔Δｔが経過した後、無線送信部４によって消費電力量Ｗの電力が消費され、蓄電器３の電圧ＥがΔＥだけ降下する。

　本実施形態の無線送信装置１も上記第１実施形態の無線送信装置１と同様に、蓄電器３から無線送信部４に電力を供給し、消費するタイミングにおける蓄電器３の電圧をＥ_１、無線送信部４が電力を消費した後の蓄電器３の電圧をＥ_２としたとき、（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２がＥ_０／２近傍となるように、消費電力量Ｗおよび電力消費タイミング（時間間隔Δｔ）を設定する。

　このとき、充電モードの中に発電素子１００から蓄電器３に供給される電力量Ｗ_ｉｎと消費電力量Ｗとの間のエネルギーの収支バランス（Ｗ_ｉｎ＝Ｗ）が取れていないと、（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２がＥ_０近傍となるという条件を維持し続けることが困難である。

　例えば、図２３中の区間１では、電力量Ｗ_ｉｎが消費電力量Ｗよりも多いため、充放電動作を繰り返す毎に、電圧Ｅ_１が増加している（Ｅ_１－１＜Ｅ_１－２＜Ｅ_１－３）。図２３中の区間２では、電力量Ｗ_ｉｎが消費電力量Ｗよりも少ないため、充放電動作を繰り返す毎に、電圧Ｅ_１が減少している（Ｅ_１－３＞Ｅ_１－４＞Ｅ_１－５）。このような場合、（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２がＥ_０／２近傍となるという条件を維持し続けることが困難である。

　一方、図２３中の区間３では、電力量Ｗ_ｉｎと消費電力量Ｗとの間のエネルギーの収支バランス（Ｗ_ｉｎ＝Ｗ）が取れているため、充放電動作を繰り返しても、電圧Ｅ_１に変化はない（Ｅ_１－８＝Ｅ_１－９＝Ｅ_１－１０）。このような場合、（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２がＥ_０／２近傍となるという条件を維持し続けることが容易である。

　電力量Ｗ_ｉｎは時間間隔Δｔ（電力消費タイミング）によって制御することができる。例えば、時間間隔Δｔを長くすれば、電力量Ｗ_ｉｎは増加する。逆に、時間間隔Δｔを長くすれば、電力量Ｗ_ｉｎは減少する。一方、上述のように、消費電力量Ｗは一回の送信動作で送信するデータ量によって制御することができる。

　本実施形態の無線送信装置１は、上述のエネルギーの収支バランスを取りつつ、（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２がＥ_０／２近傍となるように、フィードバック処理を用いて消費電力量Ｗおよび電力消費タイミング（すなわち、時間間隔Δｔ）を設定する。

　図２４は、本実施形態の無線送信装置１が実行する消費電力量Ｗおよび電力消費タイミングを設定するための処理Ｓ１５０のフローチャートである。なお、処理Ｓ１５０の開始時において、メモリ４２内に保存されている一回の送信動作で送信するデータ量および時間間隔Δｔは、任意の初期値に設定されている。

　処理Ｓ１４０において発電素子１００の起電力Ｅ_０が推定された後、処理Ｓ１５０が開始される。なお、処理Ｓ１５０は、処理Ｓ１４０において発電素子１００の起電力Ｅ_０が推定された後だけでなく、任意のタイミングまたは定期的に実行されてもよく、無線送信部４が無線送信動作を実行する度に実行されてもよい。

　工程Ｓ１５１において、所定量の電力が蓄電器３内に蓄積される。工程Ｓ１５１における所定量は特に限定されないが、少なくとも想定される消費電力量Ｗよりも大きくなるよう設定される。蓄電器３内に所定量の電力が蓄積されたかどうかの判別は、電圧検出部６が蓄電器３の電圧Ｅを検出することにより実行されてもよいし、タイマー８によって所定の時間、発電素子１００から蓄電器３に電力が供給されたことを検出することにより実行されてもよい。

　次に、工程Ｓ１５２において、変数ｎが初期化される（ｎ＝１）。次に、工程Ｓ１５３において、電圧検出部６によって蓄電器３の電圧Ｅ_１－ｎが検出され、無線送信部４のメモリ４２内に保存される。次に、工程Ｓ１５４において、メモリ４２内に保存されている１回の送信動作で送信するデータ量に基づいて、無線送信部４によって、メモリ４２内から所定量の検出データが読み込まれ、ＲＦ部４３によって、読み出した所定量の検出データが外部機器に送信される。次に、工程Ｓ１５５において、電圧検出部６によって、蓄電器３の電圧Ｅ_２－ｎが検出され、無線送信部４のメモリ４２内に保存される。

　次に、工程Ｓ１５６において、無線送信部４によって、Ｄ＝Ｅ_０／２－（Ｅ_１－ｎ＋Ｅ_２－ｎ）／２が演算される。工程Ｓ１５６において、Ｄが所定の上側しきい値ＵＴよりも大きい場合、処理Ｓ１５０は工程Ｓ１５７に移行する。工程Ｓ１５７において、一回の無線送信動作で送信するデータ量が減少（電圧Ｅ_２が増加）、または、時間間隔Δｔが増加（電圧Ｅ_１が増加）される。一方、工程Ｓ１５６において、Ｄが所定の下側しきい値ＬＴよりも小さい場合、処理Ｓ１５０は工程Ｓ１５８に移行する。工程Ｓ１５８において、一回の無線送信動作で送信するデータ量が増加（電圧Ｅ_２が減少）、または、時間間隔Δｔが減少（電圧Ｅ_１が減少）される。工程Ｓ１５７または工程Ｓ１５８の後、処理Ｓ１５０は工程Ｓ１５９に移行する。工程Ｓ１５９において、変数ｎがインクリメントされ、処理Ｓ１５０は工程Ｓ１５３に戻る。一方、工程Ｓ１５６において、ＤがＬＴ≦Ｄ≦ＵＴの範囲にあるとき、処理Ｓ１５０は終了する。

　上側しきい値ＵＴの値は特に限定されないが、０．２Ｅ_０以下であることが好ましく、０．１Ｅ_０以下であることがより好ましく、０．０１Ｅ_０以下であることがさらに好ましい。下側しきい値ＬＴの値は特に限定されないが、－０．２Ｅ_０以上であることが好ましく、－０．１Ｅ_０以上であることがより好ましく、－０．０１Ｅ_０以上であることがさらに好ましい。上述の条件を満たすよう上側しきい値ＵＴおよび下側しきい値ＬＴを設定することにより、フィードバック処理により、確実に（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２をＥ_０／２近傍とすることができる。

　また、この処理Ｓ１５０において設定される送信データ量および時間間隔Δｔは、電圧Ｅ_１が０．５Ｅ_０＜Ｅ_１≦０．７Ｅ_０を満たし、電圧Ｅ_２が０．３Ｅ_０≦Ｅ_２＜０．５Ｅ_０を満たすように、設定されることが好ましい。これにより、消費電力効率ηを常に高い状態に保ちつつ、無線送信装置１を動作させることができる。

　このように、本実施形態の無線送信装置１は、蓄電器３から無線送信部４に電力を供給し、消費する毎に電圧Ｅ_１および電圧Ｅ_２を検出し、図２４に示すようなフィードバック処理を実行する。そのため、無線通信動作中に発電素子１００の起電力Ｅ_０が変動した場合であっても、電力量Ｗ_ｉｎと消費電力量Ｗとの間のエネルギーの収支バランスは維持され、かつ、（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２がＥ_０／２近傍となるよう、消費電力量Ｗおよび時間間隔Δｔが制御されるため、無線送信装置１は安定した動作を実行することができる。

　また、上述のように、本実施形態では、電力消費タイミングの制御にタイマー８を用いている。一般的に、時間間隔を計測するタイマー８を常時駆動させるために要する電力量は、電圧検出部６を常時駆動させるために要する電力量と比較して小さい。そのため、本実施形態の無線送信装置１では、上記第１実施形態～第３実施形態の無線送信装置１と比較して、蓄電器３内に蓄積された電力が無線送信部４以外で消費される量を低減することができる。

　かかる第４実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００によっても、前記第１実施形態～第３実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００と同様の作用・効果を生じる。

　＜第５実施形態＞
　次に、本発明の第５実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムについて説明する。図２５は、本発明の第５実施形態に係る無線送信装置および無線送信システムを示す図である。

　以下、第５実施形態の無線送信装置および無線送信システムについて、前記第１実施形態の無線送信装置および無線送信システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

　第５実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００は、無線送信装置１がセンサ９を備えている点を除き、前記第１実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００と同様である。

　センサ９は、他の実施形態において無線送信装置１の外部に無線送信装置１と通信可能に接続されたセンサと同様のセンサである。本実施形態のセンサ９は、無線送信部４と同様に、スイッチング部５ａが充電モードから電力消費モードへとモードを切り替えた際に、蓄電器３から供給される電力を利用して、検出データを取得する。センサ９によって取得された検出データは、無線送信部４に送信され、無線送信部４のメモリ４２内にＦＩＦＯ方式で保存される。その後、メモリ４２内に保存された検出データは、ＲＦ部４３によって外部機器に送信される。本実施形態において、１回の送信動作で消費される消費電力量Ｗは、無線送信部４とセンサ９の消費電力の和となる。

　このように、無線送信装置１自身がセンサ９を備える場合、検出データを取得するセンサ９用に別途、電池や外部電源等の電源を用意する必要がない。そのため、センサ９のメンテナンスが容易となる。

　かかる第５実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００によっても、前記第１～第４実施形態の無線送信装置１および無線送信システム９００と同様の作用・効果を生じる。

　以上、本発明の無線送信装置および無線送信システムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することができる。例えば、前記第１～第５実施形態の任意の構成を組み合わせることができる。

　なお、上述の各実施形態では、発電素子１００は、交流電流を発電し、電力を無線送信装置１に供給する交流電源であるが、本発明はこれに限られず、発電素子１００は、直流電流を発電し、電力を無線送信装置１に供給する直流電源であってもよい。この場合、各実施形態の無線送信装置１から、整流器２を省略することができる。

　本発明によれば、環境発電素子の起電力に応じて、無線送信部が電力を消費するタイミングおよび無線送信部の消費電力量を設定することができる。そのため、環境発電素子から供給される電力を利用して、高い消費電力効率および高い平均送信レートで、無線送信を行うことができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。

Claims (10)

1. 　外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子から供給される電力を利用する無線送信装置であって、
   　前記発電素子が発電した前記電力を蓄積する蓄電器と、
   　前記蓄電器から供給される前記電力を利用して無線送信動作を実行し、１回の前記無線送信動作で消費される消費電力量を設定可能な無線送信部と、を備え、
   　前記無線送信装置は、前記発電素子の起電力に応じて、前記無線送信部が前記電力を消費するタイミングおよび前記無線送信部の前記消費電力量を設定するよう構成されていることを特徴とする無線送信装置。
2. 　前記発電素子の前記起電力をＥ_０、前記無線送信部が前記電力を消費する前記タイミングにおける前記蓄電器の電圧をＥ_１、前記無線送信部が前記電力を消費した後の前記蓄電器の電圧をＥ_２としたとき、前記無線送信装置は、０．３Ｅ_０≦（Ｅ_１＋Ｅ_２）／２≦０．７Ｅ_０となるよう、前記タイミングおよび前記消費電力量を設定する請求項１に記載の無線送信装置。
3. 　前記無線送信装置は、前記電圧Ｅ_１および前記電圧Ｅ_２が、０．５Ｅ_０＜Ｅ_１≦０．７Ｅ_０および０．３Ｅ_０≦Ｅ_２＜０．５Ｅ_０を満たすよう、前記タイミングおよび前記消費電力量を設定する請求項２に記載の無線送信装置。
4. 　前記発電素子が発電した前記電力を前記蓄電器内に蓄積する充電モードと、前記発電素子と前記蓄電器との間の接続を切断し、前記発電素子を開放状態とする開放モードとを切り替えるスイッチング部と、
   　前記解放モードにおいて、前記発電素子の前記起電力を検出する起電力検出部と、をさらに備える請求項１ないし３のいずれかに記載の無線送信装置。
5. 　前記起電力検出部は、前記無線送信部が前記電力を消費する前に、前記発電素子の前記起電力を検出する請求項４に記載の無線送信装置。
6. 　前記起電力検出部は、定期的に、前記発電素子の前記起電力を検出する請求項４または５に記載の無線送信装置。
7. 　前記無線送信装置は、前記蓄電器の電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
   　前記蓄電器の前記電圧を複数回検出することにより、前記発電素子の前記起電力を推定する請求項１ないし３のいずれかに記載の無線送信装置。
8. 　前記無線送信装置は、前記蓄電器の前記電圧を複数回検出し、前記蓄電器の前記電圧の変化量が所定値以下となった場合に、前記蓄電器の前記電圧を前記発電素子の前記起電力として推定する請求項７に記載の無線送信装置。
9. 　前記無線送信装置は、前記蓄電器の前記電圧が、所定量増加するのに要した時間間隔を測定するタイマーをさらに備え、
   　測定した前記時間間隔に基づいて、前記発電素子の前記起電力を推定する請求項７に記載の無線送信装置。
10. 　外部から入力される機械的エネルギーを利用して発電を行う発電素子と、
    　請求項１ないし９のいずれかに記載の無線送信装置と、を備えることを特徴とする無線送信システム。

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