(57)【要約】      （修正有）【課題】電気分配によるリサイクルシステムが可能となり、消費電力と発電電力との反比例の作用により生じる電力不足の問題を容易に解決できるものとした起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システムを提供する。【解決手段】起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、蓄電部としてリチウムイオン電池を備え、起発電装置は、電気機器内に搭載され充電可能となるリチウムイオン電池とキャパシタに対応した充電装置を備え、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による当該発電システムを起動。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することで相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、キャパシタ若しくは充電可能なリチウムイオン電池並びに発電用モータのそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成され、他方、起発電装置は、キャパシタ若しくは充電可能なリチウムイオン電池並びに駆動用モータのそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成され、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による発電システムを起動させることを特徴とした起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【請求項２】
起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電力入出力調整時間差システムと変圧器及び多機能性を可能にしたシステム基盤並びに蓄電部としてリチウムイオン電池又はキャパシタのバッテリーパックを挿入可能とするインターフェース又は増設可能となるインターフェース及び外部記憶媒体を挿入可能としたインターフェースを備えた起発電用カード又は起発電用カートリッジシステムからなり、他方、起発電装置は、電気機器内に搭載され充電可能となるリチウムイオン電池とキャパシタに対応した充電装置、蓄電装置増設インターフェース及び当該カード又はカートリッジの挿入インターフェースと電磁誘導システム及び当該カード又はカートリツジ側との電力入出力調整時間差連動システムを備え、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による当該発電システムを起動させることを特徴とした請求項１記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【請求項３】
発電システムは、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の蓄電装置と、起発電装置の蓄電装置との入出力量の時間差を作り出す電力入出力量調整手段を有し、この時間差に基づいて、起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジから電力を受け取り、電磁誘導により電力を発生させ電気機器駆動モーターと起発電装置内の蓄電装置へ相互に電カ分配をすることを特徴とした請求項１又は２記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【請求項４】
起発電用カード又は起発電用カートリッジ内のキャパシタ若しくはリチウムイオン電池には発電用の電荷が所定の電気容量によって蓄積され、自体の電磁誘導システムによって起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の発電用モータを作動させるための外力として機能することを特徴とした請求項１乃至３のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【請求項５】
起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジにある蓄電部へ電磁誘導可能な電力の補充を行うことを特徴とした請求項１乃至４のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【請求項６】
起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び起発電装置の発電用モータは、リニアモータ若しくは超音波モータを使用したことを特徴とした請求項１記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【請求項７】
起発電用カード又は起発電用カートリッジは、ＩＣ機能又はメモリ記録媒体機能を付加したことを特徴とした請求項１乃至６のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【請求項８】
起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電子決済機能を付加したことを特徴とした請求項１乃至７のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【請求項９】
起発電用カード又は起発電用カートリッジの挿入及び起動を可能とする内蔵専用機器は、既存機器に外付型専用機器を接続することで対応可能としたことを特徴とした請求項１乃至８のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【請求項１０】
起発電装置の電磁誘導システムは、リニア超伝導方式を備えた極めて高効率な発電手段を有することを特徴とした請求項１乃至９のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話の充電等として使用され、その他、照明器具やエアコン等の各種家電製品、パソコン、ＴＶゲーム等のＯＡ製品の電源等として使用可能とし、しかも二酸化炭素無排出のクリーンな電源とすることができる起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の起発電用カードとしては、例えば、特許文献１に開示されているように、外部機器からの電磁誘導により起電力を生じる起電力発生手段を備え、電気化学デバイスが起電力発生手段によって生じた電力により充電されるものとした非接触データ記録媒体なる技術が存在する。
【０００３】
また、特許文献２に開示されているように、リチウムイオン電池とエレクトリックストーンを用いた自己充電型電池及びキャパシタを併用し、複数配列することにより、外部からの供給無くして安定した電力を供給することのできる自律回復型発電装置なる技術が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７２５８９号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ただ、従来の特許文献１における非接触データ記録媒体の場合、外部機器から電磁誘導より得た起電力を利用して電力を発生させ、それを記録媒体に充電させるシステムとしているが、この方法では外部機器からの電磁誘導が必要であり、それ単体での発電は行うことはできなかった。しかも、記録媒体の磁気媒体によって電気を充電させる方式はハードティスクを充電媒体として利用する方式と変化は無かった。更に、そこに蓄積された電力を出力したと仮定しても電力は低出力であり、電力は減少する一方である。そのため、この方式は、外部機器から継続的に電力が提供されなければならないことになる。また、この文献１の内容としては起発電とは基本的に異なるが現在よく利用されている充電出力方式と言える。
【０００６】
更に、特許文献２の自律回復型発電装置の場合、これもまた必要電力を、自己充電型電池及びキャパシタがどれだけ供給できるかという点に問題があった。
【０００７】
すなわち、電気機器等の駆動側の規模によって必要電力は変化する。しかも、この文献２について言えば、エレクトリックストーンなる物質とリチウムとを反応させ自律電力回復の強い電池及びキャパシタを使用することが記載されているが、仮に回復機能があったとしても、回復までに数時間が必要となり、それを回避するためには増設することが不可欠であった。また、充電機の規模は拡大し、継続的に使用することは非常に困難と考えられる。このことにより、時間差をもっての継続電力補充が不可能となる。更に、利便性が不十分であり、この方式自体、本発明の基本となる起発電用カード又は起発電用カートリッジとは性質が異なるものである。
【０００８】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、発電を継続的に行うことができ、蓄電装置の性能と規模或いは増設インターフェースの利用により電気機器が必要とする消費電力の出力を可能にするだけでなく、電気機器の消費電力と発電電力との間に常に発生する反比例性を時間差入出力方式を採用することで解決でき、しかも電気分配リサイクルシステムを可能とする起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システムを提供することを目的とする。
【０００９】
また、モータの抵抗率を下げるリニアモータ若しくは超音波モータを使用することで安定した発電量を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にあっては、起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することで相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、キャパシタ若しくは充電可能なリチウムイオン電池並びに発電用モータのそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成され、他方、起発電装置は、キャパシタ若しくは充電可能なリチウムイオン電池並びに駆動用モータのそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成され、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による発電システムを起動させることを特徴とした。
【００１１】
また、起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電力入出力調整時間差システムと変圧器及び多機能性を可能にしたシステム基盤並びに蓄電部としてリチウムイオン電池又はキャパシタのバッテリーパックを挿入可能とするインターフェース又は増設可能となるインターフェース及び外部記憶媒体を挿入可能としたインターフェースを備えた起発電用カード又は起発電用カートリッジシステムからなり、他方、起発電装置は、電気機器内に搭載され充電可能となるリチウムイオン電池とキャパシタに対応した充電装置、蓄電装置増設インターフェース及び当該カード又はカートリッジの挿入インターフェースと電磁誘導システム及び当該カード又はカートリツジ側との電力入出力調整時間差連動システムを備え、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による当該発電システムを起動させることを特徴とした。
【００１２】
更に、当該発電システムは、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の蓄電装置と、起発電装置の蓄電装置との入出力量の時間差を作り出す電力入出力量調整手段を有し、この時間差に基づいて、起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジから電力を受け取り、電磁誘導により電力を発生させ電気機器駆動モーターと起発電装置内の蓄電装置へ相互に電カ分配をすることを特徴とした。
【００１３】
また、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内のキャパシタ若しくはリチウムイオン電池には発電用の電荷が所定の電気容量によって蓄積され、自体の電磁誘導システムによって起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の発電用モータを作動させるための外力として機能することを特徴とした。
【００１４】
更に、起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジにある蓄電部へ電磁誘導可能な電力の補充を行うことを特徴とした。
【００１５】
また、起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び起発電装置の発電用モータは、リニアモータ若しくは超音波モータを使用したことを特徴とした。
【００１６】
更に、起発電用カード又は起発電用カートリッジは、ＩＣ機能又はメモリ記録媒体機能を付加したことを特徴とした。
【００１７】
また、起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電子決済機能を付加したことを特徴とした。
【００１８】
更に、起発電用カード又は起発電用カートリッジの挿入及び起動を可能とする内蔵専用機器は、既存機器に外付型専用機器を接続することで対応可能としたことを特徴とした。
【００１９】
また、起発電装置の電磁誘導システムは、リニア超伝導方式を備えた極めて高効率な発電手段を有することを特徴とした。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、発電時間に比例してキャパシタの消費電力が増加することで電気機器の必要電力を満たすことができる時間の補充（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｉｍｅ）に利用させることができると同時に、これにより消費電力と発電電力には常に反比例の作用があることから生じる電力不足の問題を容易に解決でき、しかも電気分配によるリサイクルシステムが可能となった。
【００２１】
また、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内或いは起発電装置に組み込まれたセンサ装置を利用すれば、カードやカートリッジの挿入が困難な環境下でも遠隔操作が可能となる。しかしながら、現存するコンセント型の電気機器については買い換えの必要があることが考えられる。そこで、コンセント型に対応した外付けの専用機器を利用することで起発電を可能にすることもできる。
【００２２】
更に、起発電用カード又は起発電用カートリッジには、キャパシタに替わって、充電可能なリチウムイオン電池が組み込まれることで電気機器自体での発電を可能とすることから、コンセントや電気配線等の設備を極力減らすことができ、例えば建築物の工事工程の短縮にも貢献でき、それに伴う工事費の削減にも貢献することができる。
【００２３】
しかも、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の発電用モータとして、超音波モータ或いは誘導型若しくは同期型のリニアモータを使用したので、外部燃料を使わず、クリーンな発電が可能となり、地球温暖化防止のための二酸化炭素排出削減にも貢献することができる。
【００２４】
更に、本発明によれぱ、電気機器自体の消費電カを電磁誘導システムからの電カ供給と時間差システムよる蓄電装置からの電力供給が可能となり、その電磁誘導システムの外カの役割を果たす起発電用カード又は起発電用カートリッジの利用により電気分配のリサイクルシステムが可能となった。すなわち、起発電用カード又は起発電用カートリッジ、電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電力入出力調整時間差システムと変圧器及び多機能性を可能にしたシステム基盤、蓄電部としてリチウムイオン電池又はキャパシタのバッテリーパックを挿入可能とするインターフェース又は増設可能となるインターフェース及び外部記憶媒体を挿入可能としたインターフェースを備えた起発電用カード又は起発電用カートリッジシステムからなり、他方、起発電装置は、充電可能となるリチウムイオン電池とキャパシタに対応した充電装置であり、蓄電装置増設インターフェース及び当該カード又はカートリッジの挿入インンターフェースと電磁誘導システム及び当該カード又はカートリッジ側との電力入出力調整時間差連動システムを備え、電気機器内に搭載され、これに上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による当該発電システムを起動させることができ、当該カード又はカートリッジがスイッチの役割も果たし、発電機能の動作を行うことから、個々の電気機器自体で発電することが可能であり、公共電力や複数の外部電力供給源を極力利用することなく、或いはあらゆる場所となる好きな環境下で電気機器を使用することが可能となった。
【００２５】
また、当該システムは、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の蓄電装置と、起発電装置の蓄電装置との電力入出力量の時間差を作り出す電力入出力量調整手段を有し、この時間差に基づいて、起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジから電力を受け取り、電磁誘導により電力を発生させ電気機器駆動モータと起発電装置内の蓄電装置へ相互に電カ分配をすることが可能となり、上記した電力不足の問題を容易に解決することが可能となった。
【００２６】
更に、起発電用カード又は起発電用カートリッジの利用によって電気機器の消費電力が大きい場合又は発電量のキャパシティーを超えてしまう場合には様々な充電方式を採用及び蓄電容量を増設することが可能である。上記様々な充電方式とはソーラー方式、燃料電池方式等のことを指し、蓄電容量の増設とは必要消費電力に達する容量まで蓄電装置増設インターフェースより蓄電装置を増加させることを指す。また、様々な電気機器のインターフェースを統一化することで、どのような機器製品でも同一カード及びカートリッジでの利用が可能となった。また、当該カード又はカートリッジの利用によって、電子決済機能、ＩＣ機能、磁気読み込み機能、バーコード機能、セキュリティー認証機能等の導入を可能とし、また、記録媒体を挿入又は組込み可能とすることで常にエネルギーを持ち歩けることになる。しかも、起発電電力容量が大きくなり、入出力量が大幅に向上すればする程、大型化電気関連機器の利用にも波及し、電気機器の自己発電が成立することになる。特に、電磁誘導による発電抵抗損失が０に近くなれば、その役割は大きく広がることになる。
【００２７】
また、起発電用カード又は起発電用カートリッジは、携帯電話器等の通信機器への利用に特に適しており、機器自体での発電が可能なことから外部電カの依存性を極力抑えることができるため、従来よりもその利用時間を大幅に増やすことが可能となる。また、起発電用カード又は起発電用カートリッジに通信送受信基盤を組み込ませることが可能であり、携帯電話器等の通信機器の端末や通信機能を利用することで電気機器の遠隔操作等が可能となった。
【００２８】
更に、本発明では、独白の電カ供給方式、つまり、送電線から供給される公共電カを利用しなくとも電力供給が可能となる。また、電気機器自体で自発電するシステムであることより建物内のコンセントや電気配線の制限やその影響が受けにくく、自由度が高いことが特徴となる。また、建築物の工事工程の短縮やそれに伴う工事原価の圧縮にも貢献することができる。
【００２９】
また、起発電用カード又は起発電用カートリッジは前記したように、携帯性に優れていることから様々な環境下での利用が可能となることから、携帯的利便性を一層向上させることが可能となる。起発電用カード又は起発電用カートリッジには、電子決済機能、ＩＣ機能、磁気読み込み機能、バーコード機能、セキュリティー認証機能等の導入を可能とする。また、記録媒体を挿入又は組込み可能とする。これは、ユーザーと店舗との間での売買認証を行うことでその商品のセキュリティーロックが解除され、記録媒体等に売買情報が暗号登録され、セキュリティーロックの解除が行われない場合、店外等に商品を持ち出せないようにする等の防犯システムやカード認証による建物内への入出管理ができる防犯システムが可能となる。記録媒体等に情報を暗号登録することで、売買情報や入出記録等の様々なユーザー情報をユーザー自身が管理する等、利便性と利用方法の拡張性が可能となった。
【００３０】
上記事項は、起発電用カード又は起発電用カートリッジが、いわゆる発電システムとしての単一アイテムとしての認識だけではなく、生活に密着した利用者の習慣に大きく関わり、当該カード又はカートリッジを所有する利用者の増加が公共的な電気機器の蓄電効率が上昇し、公共電力の過剰な電力発電を抑えることができ、これは災害時に公共電力がストップしてしまった場合にも利用することが可能となった。
【００３１】
また、本発明は、室内外を問わずに利用することができるため室外の使用でも増設インターフェースを利用して太陽エネルギー等の併用も可能となり、安定した電力供給が可能となった。
【００３２】
そして、当該カード又はカートリッジを所有する利用者の増加は、ユーザー本人の無意識(自然動作)から成り立つことから経済性に関してもあらゆるコストパフォーマンスが得られることが考えられる。環境問題の点からも有効的な手段となることが予測される。つまり、「無意識の経済・環境への貢献」と成り得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を実施するための最良の形態における発電システムの概略構成図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態における発電システムの他の実施例の概略構成図である。
【図３】本発明の起発電用カードの一実施例の表面図である。
【図４】本発明を実施するための最良の形態における発電システムの他の実施例の概略構成図である。
【図５】本発明の起発電用カードの一実施例の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明を実施する最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００３５】
本発明は、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１及び電気機器本体となる起発電装置２のそれぞれを使用することで相互間で電磁誘導を可能とした発電システムが構築されているものであり、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジ１は、図１に示すように、電気二重層であるキャパシタＣ１、回転型モータ若しくはリニアモータ等の発電用モータＭ１のそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成されている。この起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１には発電用の電荷が所定の電気容量によって蓄積されており、自体の電磁誘導システムによって起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内の発電用モータＭ１を動かすための外力Ｆとして機能する役割を果たす。
【００３６】
すなわち、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１自体は、電磁誘導を行うための発電起動用のカード又はカートリッジとして用いるもので、キャパシタＣ１の電気エネルギーを使って発電用モータＭ１を作動し、これによる電磁誘導によって電気を発生させるための外力Ｆを得るものである。
【００３７】
他方、電気機器本体に備えられている起発電装置２には、図１に示すように、前記した起発電用カード又は起発電用カートリッジ１と同様、キャパシタＣ２及び駆動用モータＭ２のそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成されている。
【００３８】
この起発電装置２内のキャパシタＣ２は、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１から電力を受け取り、出力量調整手段３により出力電力を調整した後に、起発電装置２内の駆動用モータＭ２と、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１に当該電力を分配供給する役割を果たす。
【００３９】
すなわち、この出力電力の調整を行うに際し、発電時間に比例して起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１の消費電力が増加することで電気機器本体の起発電装置２のキャパシタＣ２の必要電力を満たすことができる時間の補充に利用させるのが好適であるが、消費電力と発電電力には常に反比例の作用があることから、電力不足の問題が常に起こり得る。そこで、起発電用カード１又は起発電用カートリッジ内のキャパシタＣ１と、起発電装置２のキャパシタＣ２との出力量の時間差（又は位相差）を作り出すための出力量調整手段３により、この出力量を適宜調整するものとしている。
【００４０】
このように起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１は、この電力によって電磁誘導に必要な外力Ｆを作り常に発電を行うと同時に、起発電装置２内の駆動用モータＭ２からの分配電力を任意のタイムラグ・タイムギャップでもって充電することになる。また、起発電装置２内のキャパシタＣ２は、供給された電力を自体の駆動用モータＭ２に供給し、これを作動させる。
【００４１】
駆動用モータＭ２としては、例えば筒状に形成されたフライホイールと、該フライホイールの筒状部内周面に配置された複数個の磁石と、フライホイール内に上記磁石と対向して設置され上記磁石との電磁誘導作用により発電される発電コイルとを備えることで形成しても良い。
【００４２】
このとき、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１単体では発電は起こらず、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１対応の電気機器本体に備えられた起発電装置２に挿入することで発電が起こる。この起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１には発電用の電気（電荷）が蓄電されており、一方、起発電装置２のキャパシタＣ２には駆動用モータＭ２を起動させるための電気（電荷）が蓄電されている。
【００４３】
すなわち、図１に示すように、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１を挿入する側の起発電装置２が組み込まれる電気機器本体は、該起発電用カード又は起発電用カートリッジ１の挿入時にキャパシタＣ１と接続され、これと同時に起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内の電磁誘導システムが作動する。作動され発電した電気は、この１００％が起発電装置２のキャパシタＣ２へ送られる。このキャパシタＣ２内の消費可能な電気を駆動用モータＭ２へ供給して約８０％の駆動力を得ると同時に、残りの電気である例えば約２０％を起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１へ供給するという所謂電気分配によるリサイクルシステムを可能としている。
【００４４】
この発電システムは、電気抵抗と発熱損失を含めた磁石構造形態と電気抵抗を極度に落とす形態とをそれぞれ搭載し、長期間安定した電力供給を可能にしている。具体的には、上記した両モータＭ１、Ｍ２は、リニアモータとして、摩擦抵抗と発熱による損失を極力抑え、効率良く電気の生成と消費が行われるように構成される。これは二酸化炭素排出による地球温暖化の防止対策につながるものである。
【００４５】
リニアモータとは、一般的な回転型モータに対して、平面上を連続的に運動するモータである。既存の回転型モータのような軸受部分がないので、駆動系をコンパクトにすることができ、回転型モータを設置するだけのスペースが確保できないようなカードタイプの場合などでは好適に使用される。この基本的原理は回転型モータと同一で、誘導型では磁界中に置かれた導体に電流を流したときに生じるローレンツ力を利用しており、同期型では磁極同士の吸引・反発力を利用している。すなわち回転磁界を起こす代わりに直進させる磁界変化を起こしている。
【００４６】
例えば、同期型のリニアモータの原理は、先ず、静止状態では、直線的に配置された固定電磁石と可動電磁石とは互いに逆の極性（ＮとＳ）となっており、動かしたい方向の、直線的に配置された固定電磁石をＳにする。すると、可動電磁石は、その方向に動き出す。すなわち、動かしたい方向と反対側の固定電磁石をＮにすることで、より強い力で駆動されるのである。この固定電磁石の磁極変化を繰り返していくと、可動電磁石は前方に引き寄せられ続けることになる。
【００４７】
因みに、磁界Ｈ、定常電流Ｉ、電線からの垂直距離ｒとの関係はアンペールの法則によりＨ＝Ｉ／２πｒであり、ループ電流の中心に生じる磁界の強さは、ΔＳをループの断面積として、Ｈ＝ＩΔＳ／４πｒ×ｒ＝Ｉ／２ｒとなる。また、ループが幾重にも連なっているコイルの内側の磁界の強さはＨ＝ｎＩとなる。このとき磁束密度Ｂ＝真空透磁率μ０×Ｈである。
【００４８】
又はラディの電磁誘導の法則により、コイルの内側を通過する磁束φの時間Δｔの変化によって発生する誘導起電力Ｖは、Ｖ＝−Δφ／Δｔ（時間変化を無限小とした場合にはＶ＝−ｄφ／ｄｔ）、コイル巻数Ｎとすると、Ｖ＝−Ｎ×（ｄφ／ｄｔ）である。
【００４９】
また、クーロンの法則により点電荷の周囲の電気力Ｆから生じる電界の強さＥ（Ｆ＝ｑＥ）は、クーロン常数ｋ、電荷ｑとすると、Ｅ＝ｋ×ｑ／ｒ×ｒ、キャパシタ（コンデンサ）内の電位差は電極面間距離をｄとすれば、Ｗ＝ｑＶ（Ｖ＝Ｅｄ）となる。また、静電容量は電圧Ｖ、電気量Ｑ、キャパシタ（コンデンサ）の電極面積Ｓ、誘電常数ε０、電極面間距離ｄとして、Ｃ＝Ｑ／Ｖ＝ε０×Ｓ／ｄとなる。
【００５０】
本発明に係る発電システムの使用に際し、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１が、電気機器本体の起発電装置２に挿入されると、該起発電用カード又は起発電用カートリッジ１は自体のキャパシタＣ１の反応により、電流が自体の発電用モータＭ１へ流れる。この発電用モータＭ１は作動して電磁誘導によって外力Ｆを発生させ、当該発電用モータＭ１は少ない力で回転駆動することができる。これと同時に、電力が発生して起発電装置２のキャパシタＣ２へと電流が流れて蓄電される。蓄電されたキャパシタＣ２は、起発電装置２の駆動用モータＭ２へ電流を流し、一方で、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１へも電流を流し蓄電される。
【００５１】
このときの電流低下の防止対策としては、例えば液体窒素の有効性を利用する。
また、不足電力の補充対策としては、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１のキャパシタＣ１と、起発電装置２のキャパシタＣ２とのそれぞれの出力量の時間差（Ｔｉｍｅ  Ｇａｐ）を作り出し、これを調整することで解決する。
【００５２】
ただ、起発電装置２の駆動用モータＭ２の必要電力を、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１のキャパシタＣ１がどれだけ供給できるかという点に問題がある。すなわち、電気機器本体の駆動用モータＭ２の規模によって必要電力は変化する。しかし、キャパシタＣ１のＧＰＣ規模を駆動用モータＭ２に合わせたもの、つまり比例することは実用性に反してしまい、コストの面でも現実性を無視してしまうものとなる。そこで、発電時間に比例して起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１の消費電力が増加することで電気機器本体の起発電装置２のキャパシタＣ２の必要電力を満たすことができる時間の補充に利用させるのが好適であるが、消費電力と発電電力には常に反比例の作用があることから、電力不足の問題が常に起こり得る。
【００５３】
そこで、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のキャパシタＣ１と、起発電装置２のキャパシタＣ２との出力量の時間差（タイムギャップ・タイムラグ）を作り出し、これを適宜調整することで解決される。この場合、電気のリサイクル回数に伴い、効率が衰える可能性があることを無視できない。電力が消費するということ、又は常に電流が流れるということは、電荷が抵抗と消費とにより減少する。よって本発電システムの中に電荷を増やす、又は生成することが可能であれば本発電システム自体の性能が向上する。
【００５４】
尚、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内には、充電可能な薄型のリチウムイオン電池（リチウム自体には自己充電の性質をもっている）が組み込まれ、永久磁石と導線コイルによる小型モータ或いは超音波モータを作動できるように構成しても良い。このとき、起発電用カード又は起発電用カートリッジ１を挿入する側の起発電装置２が組み込まれる電気機器本体は、該起発電用カード又は起発電用カートリッジ１の挿入時に薄型リチウムイオン電池と接続され、これと同時に該起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内の電磁誘導システムが作動する。作動され発電した電気は起発電装置２のキャパシタＣ２又はリチウムイオン電池へ電気を送る。このキャパシタＣ２内又はリチウムイオン電池による消費可能な電気を駆動用モータＭ２へ供給し、一部の電気を起発電用カード又は起発電用カートリッジ１内のリチウムイオン電池へ供給するという所謂電気分配によるリサイクルシステムとすることができる。
【実施例２】
【００５５】
本発明は、起発電用カード又は起発電用カートリッジ４及び電気機器本体内にある起発電装置５のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電カの発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジ４は図２で示すように、起発電装置５に挿入することで起発電用カード又は起発電用カートリッジ４内の蓄電部から起発電装置５に電磁誘導に必要な電力を送電する。起発電用カード又は起発電用カートリッジ４から必要電力を受け取った起発電装置５は、その内部にある電磁誘導システムにより起発電を発生させて電力を作り出す。その発生電カを電カ出入カシステムより蓄電部と電気機器本体へ分配して送電させる。蓄電部へ送られた電力の一部は起発電用カード又は起発電用カートリッジ４内の蓄電部へ電カを返電する。すなわち、起発電用カード又は起発電用カートリッジ４が起発電装置５に挿入されている限り起発電は発生し、電力を分配し続ける電力分配リサイクルシステムの役割を果たす。
【００５６】
これにより、起発電装置５内の蓄電部には電力が蓄電され続けるため電気機器本体へは同じように電力が送電される。しかしながら、前述にあった発生電力と電気機器本体の消費電力が大きく異なると電気機器本体自体が停止するため、起発電装置５の蓄電部は蓄電された電力配分の割合変更するため電力入出カシステムで調整することにより変更された電カを電気機器本体へ送電する。そのとき、起発電用カード又は起発電用カートリッジ４内の電力入出カシステムは電磁誘導の外力となる電気の送電ピッチを細分化させることで電磁誘導の発電効率を上げる作業を行う。そうすることで、発電カが増加し、急速に起発電装置５内の蓄電部への充電作業を早めることで不足分の電力を補う役割を果たす。
【００５７】
その作業を行っても、電力が不足する場合は、図３に示すように、バッテリーパックや外部インターフェース電源を増設することで不足分の電力を補うことが可能である。しかしながら、電気機器本体自体の電源を一定時間停止すれば復活することも可能である。
【００５８】
本発明は、起発電用カード又は起発電用カートリッジ４及び電気機器本体内にある起発電装置５のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし、電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであるが、カード或いはカートリッジという形態を有効的に活用するために、図３及び図４のように、電子決済機能、ＩＣ機能、磁気読み込み機能、バーコード機能、セキュリティー認証機能等の導入を可能とする。また、記録媒体を挿入又は組込み可能とする。これは、ユーザーと店舗との間での売買認証を行うことでその商品のセキュリーティーロックが解除され、記録媒体等に売買情報が暗号登録される。セキュリティーロックの解除が行われない場合、店外等に商品を持ち出せないようにするなどの防犯システムやカード認証による建物内への入出管理ができる防犯システムが可能となる。記録媒体に情報を暗号登録することで、売買情報や入出記録等を様々なユーザー情報をユーザー自身が管理する等の利便性と利用方法の拡張性が可能となった。
【００５９】
また、起発電用カード又は起発電用カートリッジは、図４のように携帯電話器等の通信機器への利用に特に優れており、機器自体での発電が可能なことから外部電力の依存性を極力抑えることができるため、従来の利用時間よりも大幅に利用時間を増やすことが可能となる。また、起発電用カード又は起発電用カートリッジに通信送受信基盤を組み込ませることが可能であり、携帯電話器等の通信機器の端末や通信機能を利用することで電気機器の遠隔操作等が可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
Ｃ１、Ｃ２    キャパシタ
Ｍ１          発電用モータ
Ｍ２          駆動用モータ
１、４        起発電用カード又は起発電用カートリッジ
２、５        起発電装置
３            出力量調整手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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