(57)【要約】【課題】  フライホイールを備えた発電機においては、フライホイールの回転と逆方向の回転を印加すると減速もしくは停止する、という問題があった。従来の監視システムでは、ドアや窓の開閉検知と無線送信を行うための電力として、剛球と圧電素子の衝突で発生する電力が利用されるが、モジュールサイズに制約があり、目的の電力を獲得するためには小型化に適さない、という問題があった。【解決手段】  回転をフライホイールへ伝達する第１の輪列機構に対して、逆回転を発生する第２の輪列機構を並列に構成し、２つの輪列機構からの回転を同一のフライホイールの両端面にそれぞれ伝達する。フライホイール両端面は、常に同一方向に回転するようにキャビティが形成された構成とする。また監視システムは、１次検出部に本発明の回転慣性保持発電機を用い、また従来技術では言及しない健康監視目的のシステム構成を実現するための判定と制御のアルゴリズムを用いる。【選択図】  図６
2010279245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された回転に対して回転速度を増速する第１の輪列機構と、
前記第１の輪列機構により増速された回転を持続するために備えられた第１のフライホイールと、
前記第１の輪列機構の回転を前記第１のフライホイールに伝達する第１の接続手段と、
前記第１のフライホイールに接続された第１の発電手段と、
を備えた回転慣性保持発電機において、
前記第１の輪列機構から伝達される回転を、前記第１の輪列機構の回転方向と逆の方向に発生し、第１のフライホイールに伝達することで、第１のフライホイールを介して前記第１の発電手段に伝達される回転を、前記第１の輪列機構に印加された回転方向によらず、一定の方向に伝達する回転方向調整手段と、
を備えたことを特徴とする回転慣性保持発電機。
【請求項２】
前記回転方向調整手段は、
前記第１の輪列機構に対して並列に付加する第２の輪列機構と、
前記第２の輪列機構を介して前記第１の輪列機構から伝達される回転を逆方向に回転させる逆回転誘導手段と、
前記逆回転誘導手段より伝達される回転を前記第１のフライホイールへ伝達する第２の接続手段と、
を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項３】
前記第１の接続手段は、
前記第１のフライホイールの一方の面に設けられた第１のキャビティと、
前記第１の輪列機構に設けられた第１の接続部とを有し、
前記第２の接続手段は、
前記第１のフライホイールの他方の面に設けられた第２のキャビティと、
前記第２の輪列機構に設けられた第２の接続部とを有し、
前記第１のキャビティと前記第１の接続部が係合し、前記第１の輪列機構から伝達される回転を前記第１の接続部から前記第１のキャビティを介して前記第１のフライホイールに伝達し、
前記第２のキャビティと前記第２の接続部が係合し、前記第２の輪列機構から伝達される回転を前記第２の接続部から前記第２のキャビティを介して前記第１のフライホイールに伝達する
ことを特徴とする、請求項２に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項４】
前記第１の輪列機構は前記第１の輪列機構の最終段に位置する歯車に前記第１の接続部を有し、
前記第１の接続部は１つ以上の第１の突起部を有し、前記突起が前記第１のキャビティと接続して前記第１の輪列機構の回転を前記第１のフライホイールに伝達し、
前記第１の輪列機構は前記第１の輪列機構の最終段に位置する歯車に前記第１の接続部を有し、
前記第２の接続部は１つ以上の第２の突起部を有し、前記突起が前記第２のキャビティと接続して前記第２の輪列機構の回転を前記第１のフライホイールに伝達することを特徴とする、請求項３に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項５】
前記第１の突起部は前記第１の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に備えられた第１の凹部上で、前記第２の突起部は前記第２の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に備えられた第２の凹部上で、それぞれスライド可能な構成とすることを特徴とする、請求項４に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項６】
前記第１の凹部は前記第１の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に対して法線方向に配置され、前記第２の凹部は前記第２の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に対して
法線方向に配置されることを特徴とする、請求項５に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項７】
前記第１の突起部と前記第２の突起部はそれぞれ前記第１の凹部と前記第２の凹部との接続のためにバネを備えることを特徴とする、請求項６に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項８】
印加された回転に対して回転速度を増速する第１の輪列機構と、
前記第１の輪列機構により増速される回転を持続させる第１のフライホイールと、
第１の輪列機構の回転を第１のフライホイールに伝達するための第１の接続手段と、
前記第１のフライホイールに接続された第１の発電手段と、
を備えた回転慣性保持発電機において、
前記第１の輪列機構から伝達される回転を、前記第１の輪列機構の回転方向と逆の方向に発生する回転方向調整手段と、
前記回転方向調整手段により増速される回転を持続させる第２のフライホイールと、
前記第２のフライホイールに接続された第２の発電手段と、
を有し、
第１のフライホイールと第２のフライホイールの回転可能な方向が同方向であることを特徴とする回転慣性保持発電機。
【請求項９】
前記回転方向調整手段は、
前記第１の輪列機構に対して並列に付加する第２の輪列機構と、
前記第２の輪列機構を介して前記第１の輪列機構から伝達される回転を逆方向に回転させる逆回転誘導手段と、
前記逆回転誘導手段より伝達される回転を前記第２のフライホイールへ伝達する第２の接続手段と、
を備えたことを特徴とする、請求項８に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項１０】
印加された回転に対して回転速度を増速する第１の輪列機構と、
前記第１の輪列機構により増速される回転を持続させる第１のフライホイールと、
第１の輪列機構の回転を第１のフライホイールに伝達するための第１の接続手段と、
前記第１のフライホイールに接続された第１の発電手段と、
を備えた回転慣性保持発電機において、
前記第１の輪列機構から伝達される回転を、前記第１の輪列機構の回転方向と同じ方向に発生する第２の輪列機構と、
前記第２の輪列機構により増速される回転を持続させる第２のフライホイールと、
前記第２の輪列機構より伝達される回転を前記第２のフライホイールへ伝達する第２の接続手段と、
前記第２のフライホイールに接続された第２の発電手段と、
を有し、
第１のフライホイールと第２のフライホイールの回転可能な方向が逆方向であることを特徴とする回転慣性保持発電機。
【請求項１１】
前記第１の接続手段は、
前記第１のフライホイールの前記第１の輪列機構に対向する面に設けられた第１のキャビティと、
前記第１の輪列機構に設けられた第１の接続部とを有し、
前記第２の接続手段は、
前記第２のフライホイールの前記第２の輪列機構に対向する面に設けられた第２のキャビティと、
前記第２の輪列機構に設けられた第２の接続部とを有し、
前記第１のキャビティと前記第１の接続部が係合し、前記第１の輪列機構から伝達される回転を前記第１の接続部から前記第１のキャビティを介して前記第１のフライホイールに伝達し、
前記第２のキャビティと前記第２の接続部が係合し、前記第２の輪列機構から伝達される回転を前記第２の接続部から前記第２のキャビティを介して前記第２のフライホイールに伝達する
ことを特徴とする、請求項９または１０記載の回転慣性保持発電機。
【請求項１２】
前記第１の輪列機構は前記第１の輪列機構の最終段に位置する歯車に前記第１の接続部を有し、
前記第１の接続部は１つ以上の第１の突起部を有し、前記突起が前記第１のキャビティと接続して前記第１の輪列機構の回転を前記第１のフライホイールに伝達し、
前記第１の輪列機構は前記第１の輪列機構の最終段に位置する歯車に前記第１の接続部を有し、
前記第２の接続部は１つ以上の第２の突起部を有し、前記突起が前記第２のキャビティと接続して前記第２の輪列機構の回転を前記第２のフライホイールに伝達することを特徴とする、請求項１１に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項１３】
前記第１の突起部は前記第１の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に備えられた第１の凹部上で、前記第２の突起部は前記第２の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に備えられた第２の凹部上で、それぞれスライド可能なことを特徴とする、請求項１２に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項１４】
前記第１の凹部は前記第１の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に対して法線方向に配置され、前記第２の凹部は前記第２の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に対して法線方向に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項１５】
前記第１の突起部と前記第２の突起部はそれぞれ前記第１の凹部と前記第２の凹部との接続のためにバネを備えることを特徴とする、請求項１４に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項１６】
前記第１のキャビティと前記第２のキャビティの形状が互いに同形状であることを特徴とする、請求項８乃至１５のいずれかに記載の回転慣性保持発電機。
【請求項１７】
前記第１のキャビティと前記第２のキャビティの形状が互いに線対称であることを特徴とする、請求項８乃至１６のいずれか１項に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項１８】
前記発電手段が、電磁誘導の原理により回転速度に応じて誘導起電力を発生する電磁モータであることを特徴とする、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の回転慣性保持発電機。
【請求項１９】
開閉可能な対象物の開閉動作により前記第１の輪列機構に回転が印加される請求項１〜１８のいずれか一項に記載の回転慣性保持発電機を有し、前記回転慣性保持発電機の発電により前記開閉可能な対象物の開閉を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部が検出した開閉を開閉情報として送信する無線送信部と、
前記開閉情報を受信する無線受信部と、
受信した前記開閉情報に基づいて監視制御を行う制御部と、
前記制御部の指示により在室者の有無を検出し、前記制御部に通知する第２の検出部と、
前記第２の検出部からの通知に基づく前記制御部の指示により、緊急信号を送信する緊急信号送信部と、を有することを特徴とする監視システム。
【請求項２０】
前記制御部が前記開閉情報を受信した場合、前記第２の検出部に電力を供給することを特徴とする請求項１９に記載の監視システム。
【請求項２１】
前記制御部が前記第２の検出部から在室者有りと通知を受けた場合、前記緊急信号送信部に緊急信号送信の指示を出すことを特徴とする請求項１９に記載の監視システム。
【請求項２２】
前記制御部が、前記第２の検出部から在室者有りと通知を受けた後一定時間内に、前記開閉情報を再度受信しない場合、前記緊急信号送信部に緊急信号送信の指示を出すことを特徴とする請求項１９に記載の監視システム。
【請求項２３】
開閉可能な対象物の開閉動作により前記第１の輪列機構に回転が印加される請求項１〜１８のいずれか一項に記載の回転慣性保持発電機を有し、前記回転慣性保持発電機の発電により前記開閉可能な対象物の開閉を検出する検出部と、
前記検出部が検出した開閉を開閉情報として送信する無線送信部と、
前記開閉情報を受信する無線受信部と、
受信した前記開閉情報に基づいて監視制御を行う制御部と、
前記検出部からの通知に基づく前記制御部の指示により、緊急信号を送信する緊急信号送信部と、を有することを特徴とする監視システム。
【請求項２４】
前記制御部が、前記開閉情報を受けた後一定時間内に、前記開閉情報を再度受けとらない場合、前記緊急信号送信部に緊急信号送信の指示を出すことを特徴とする請求項１９に記載の監視システム。
【請求項２５】
開閉可能な対象物の開閉動作を回転運動に変換する行程と、
前記回転運動を増速する行程と、
増速された前記回転運動により発電を行う行程と、
発電を前記開閉可能な対象物の開閉情報として検出する行程と、
前記開閉情報を検出した場合、在室者の有無を確認する行程と、
前記在室者を検出した場合緊急信号を送信する行程と、を有することを特徴とする監視方法。
【請求項２６】
開閉可能な対象物の開閉動作を回転運動に変換する行程と、
前記回転運動を増速する行程と、
増速された前記回転運動により発電を行う行程と、
発電を前記開閉可能な対象物の開閉情報として検出する行程と、
前記開閉情報を検出した場合、在室者の有無を確認する行程と、
前記在室者を確認した場合、前記開閉可能な対象物の前記開閉情報を再度検出する行程と、
再度前記開閉情報を検出しなかった場合緊急信号を送信する行程と、
を有することを特徴とする監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転速度に応じて誘導起電力を発生する発電機であって、特に回転慣性を保持するフライホイールを備えた発電機への回転伝達機構、及び住宅における防犯、健康監視に有用な監視システムであって、特に前記回転伝達機構を具備した発電機による窓やドアの開閉検出と信号送信を無電源かつケーブルレスで実現したモジュールを用いて、システム全体の消費電力を抑制し、また誤作動を低減する監視システムの構成と制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転速度に応じて誘導起電力を発生するモータを用いた発電機は公知技術であり、例えば携帯電話の手動充電器や手動ラジオ、あるいは自転車のダイナモなど様々な産業で利用されている。またモータに回転を印加したときの誘導起電力は、印加する回転時間と同じ時間であるため、発電時間の向上を目的として回転慣性力の大きなフライホイールを備えた発電機が考案されている。誘導起電力を発生するモータにフライホイールを付加することで、回転印加のための１動作中に得られる電力を向上した携帯電話用の手動充電器である（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
また監視システムに関しては、従来、発電機構と無線送信機を備えたモジュールを住宅内の窓やドアに設置して不正なドア開閉を検出し、外部に設置された警報装置や契約警備会社、警察、居住者の携帯電話などの受信装置へ警報が送信される構成の監視システムが考案されている。圧電素子と前記圧電素子に対向させた剛球からなるモジュールをドアに設置して、ドア開閉時に生ずる振動により前記剛球が前記圧電素子に衝突することで発生する電力を利用して無線送信機を動作させている（例えば特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３１２３４号公報
【特許文献２】特開２００４−０９２１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが回転慣性保持機構としてフライホイールを用いて発電時間を向上する、前記特許文献１に記載の構成では、前記フライホイールに対して直接回転を印加する必要があるため、フライホイールが回転中に該回転方向と逆方向の回転を印加するとフライホイールの回転が減速もしくは停止する、という問題があった。
【０００６】
あるいは印加する回転方向が、既定の回転方向である場合のみ選択的にフライホイールへ回転が伝達される構成を付加したとすると、逆回転のエネルギを電力に変換することができないため、発生する全電力が小発電量かつ低効率となる、という問題があった。
【０００７】
また前記特許文献２に記載の監視システムでは、前述したように、ドアや窓の開閉検知と無線送信を行うための電力として、ドアや窓開閉の振動で剛球と圧電素子が衝突して発生する電力を利用している。ところが、圧電素子に生じる電圧は、圧電素子の形状、材質に関する項を除くと印加される応力にのみ決定される。一方圧電素子に印加される応力は剛球の質量と剛球の圧電素子に対する相対速度で決定される。剛球の密度が一定であるとすれば、圧電素子に生じる電圧は剛球の体積とモジュールサイズによって決まる、といえるため一定の電力を獲得するためにはモジュールサイズに制約があり、小型化には適さない、という問題があった。
【０００８】
また特許文献２に記載の監視システムにおいては、異常判定のアルゴリズムおよび制御方法についての言及は無く、特に健康監視目的の監視システムの制御についての記述は無い。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、
印加された回転に対して回転速度を増速する第１の輪列機構と、第１の輪列機構により増速された回転を持続するために備えられた第１のフライホイールと、第１の輪列機構の回転を第１のフライホイールに伝達する第１の接続手段と、第１のフライホイールに接続された第１の発電手段と、を備えた回転慣性保持発電機において、第１の輪列機構から伝達される回転を、第１の輪列機構の回転方向と逆の方向に発生し、第１のフライホイールに伝達することで、第１のフライホイールを介して第１の発電手段に伝達される回転を、第１の輪列機構に印加された回転方向によらず、一定の方向に伝達する回転方向調整手段を備えたことを特徴とした回転慣性保持発電機を構成した。
【００１０】
回転方向調整手段は、第１の輪列機構に対して並列に付加する第２の輪列機構と、第２の輪列機構を介して第１の輪列機構から伝達される回転を逆方向に回転させる逆回転誘導手段と、逆回転誘導手段より伝達される回転を第１のフライホイールへ伝達する第２の接続手段を備えた構成とした。
【００１１】
第１の接続手段は、第１のフライホイールの一方の面に設けられた第１のキャビティと、第１の輪列機構に設けられた第１の接続部とを有し、第２の接続手段は、第１のフライホイールの他方の面に設けられた第２のキャビティと、第２の輪列機構に設けられた第２の接続部とを有し、第１のキャビティと第１の接続部が係合し、第１の輪列機構から伝達される回転を第１の接続部から第１のキャビティを介して第１のフライホイールに伝達され、第２のキャビティと第２の接続部が係合し、第２の輪列機構から伝達される回転を第２の接続部から第２のキャビティを介して第１のフライホイールに伝達される。
【００１２】
第１の輪列機構は第１の輪列機構の最終段に位置する歯車に第１の接続部を有し、第１の接続部は１つ以上の第１の突起部を有し、突起が第１のキャビティと接続して第１の輪列機構の回転を第１のフライホイールに伝達され、第１の輪列機構は第１の輪列機構の最終段に位置する歯車に第１の接続部を有し、第２の接続部は１つ以上の第２の突起部を有し、突起が第２のキャビティと接続して第２の輪列機構の回転を第１のフライホイールに伝達される。
【００１３】
第１の突起部は第１の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に備えられた第１の凹部上で、第２の突起部は第２の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に備えられた第２の凹部上で、それぞれスライド可能な構成とした。また第１の凹部は第１の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に対して法線方向に配置され、第２の凹部は第２の輪列機構の最終段に位置する歯車端面に対して法線方向に配置された構成とする。第１の突起部と第２の突起部はそれぞれ第１の凹部と第２の凹部とバネにより接続されてもよい。
【００１４】
また本発明の回転慣性保持発電機は、印加された回転に対して回転速度を増速する第１の輪列機構と、第１の輪列機構により増速される回転を持続させる第１のフライホイールと、第１の輪列機構の回転を第１のフライホイールに伝達するための第１の接続手段と、第１のフライホイールに接続された第１の発電手段と、を備えた構成として、第１の輪列機構から伝達される回転を、第１の輪列機構の回転方向と逆の方向に発生する回転方向調整手段と、回転方向調整手段により増速される回転を持続させる第２のフライホイールと、第２のフライホイールに接続された第２の発電手段と、を有し、第１のフライホイールと第２のフライホイールの回転可能な方向が同方向であることを特徴とすることもできる。
【００１５】
このとき、回転方向調整手段は、第１の輪列機構に対して並列に付加する第２の輪列機構と、第２の輪列機構を介して第１の輪列機構から伝達される回転を逆方向に回転させる逆回転誘導手段と、逆回転誘導手段より伝達される回転を第２のフライホイールへ伝達する第２の接続手段と、を備え、さらに第１のフライホイールの第１の輪列機構に対向する面に設けられた第１のキャビティと、第２のフライホイールの第２の輪列機構に対向する面に設けられた第２のキャビティの形状が互いに同形状であってもよい。
【００１６】
また本発明の回転慣性保持発電機は、印加された回転に対して回転速度を増速する第１の輪列機構と、第１の輪列機構により増速される回転を持続させる第１のフライホイールと、第１の輪列機構の回転を第１のフライホイールに伝達するための第１の接続手段と、第１のフライホイールに接続された第１の発電手段と、を備えた構成として、第１の輪列機構から伝達される回転を、第１の輪列機構の回転方向と同じ方向に発生する第２の輪列機構と、第２の輪列機構により増速される回転を持続させる第２のフライホイールと、第２の輪列機構より伝達される回転を第２のフライホイールへ伝達する第２の接続手段と、第２のフライホイールに接続された第２の発電手段と、
を有し、第１のフライホイールと第２のフライホイールの回転可能な方向が逆方向であることを特徴とすることもできる。
【００１７】
このとき、第１のフライホイールの第１の輪列機構に対向する面に設けられた第１のキャビティと、第２のフライホイールの第２の輪列機構に対向する面に設けられた第２のキャビティの形状が互いに線対称であってもよい。
【００１８】
また発電手段としては、電磁誘導の原理により回転速度に応じて誘導起電力を発生する電磁モータを用いることが出来る。
【００１９】
また監視システムに関しては、開閉可能な対象物の開閉動作により第１の輪列機構に回転が印加される回転慣性保持発電機を有し、この回転慣性保持発電機の発電により開閉可能な対象物の開閉を検出する第１の検出部と、第１の検出部が検出した開閉を開閉情報として送信する無線送信部と、開閉情報を受信する無線受信部と、受信した開閉情報に基づいて監視制御を行う制御部と、制御部の指示により在室者の有無を検出し、制御部に通知する第２の検出部と、第２の検出部からの通知に基づく制御部の指示により、緊急信号を送信する緊急信号送信部と、を有することを特徴とする監視システムを構成する。
【００２０】
特に１次検出部は、従来の圧電素子ではなく、機械式の回転慣性保持発電機を用いて印加される回転が往復運動である場合でも回転慣性を保持して従来よりも発電時間と発電量を向上することを目的として、印加される回転方向が時計回りであっても反時計回りであっても、発電機に伝達される回転方向を常に一定とする構成とした。
【００２１】
また上記監視システムにおいて、通常時は２次検出部に対して電力を供給せず、１次検出部が窓あるいはドアの開閉を検出したときに、２次検出部に対して電力を供給する制御フローを制御部に実装した。
【００２２】
また制御部は防犯を目的として、１次検出部が窓あるいはドアの開閉を検出し、かつ２次検出部が在室者を検出したときに在室者を侵入者と判断し、緊急信号送信部から緊急信号を発報する制御フローを備える構成とした。
【００２３】
また制御部は健康監視を目的として、１次検出部がドアの開閉を検出し、かつ２次検出部が在室者を検出し、かつ特定の時間以内に再びドアの開閉を検出しなかったときに、在室者が部屋の中で重篤な状態であると判断し、緊急信号送信部から緊急信号を発報する制御フローを備える構成とした。
【００２４】
上記、健康監視目的の監視システムとしては、開閉可能な対象物の開閉動作により第１の輪列機構に回転が印加される回転慣性保持発電機を有し、この回転慣性保持発電機の発電により開閉可能な対象物の開閉を検出する検出部と、検出部が検出した開閉を開閉情報として送信する無線送信部と、開閉情報を受信する無線受信部と、受信した開閉情報に基づいて監視制御を行う制御部と、検出部からの通知に基づく制御部の指示により、緊急信号を送信する緊急信号送信部と、を有する構成としても良い。
【００２５】
制御部は、開閉情報を受けたあと、一定時間内に開閉情報を再度受け取らない場合に、緊急信号を送信する制御フローを備えていても良い。
【００２６】
また１次検出部は、窓あるいはドアの開閉時にノブ、自閉装置、ヒンジ、滑車の少なくともいずれか１つの動作を回転運動に変換する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る回転慣性保持発電機によれば、印加される回転方向が時計回りであっても反時計回りであっても、発電機に伝達される回転方向を常に一定とすることができる。
【００２８】
特に印加される回転が往復運動である場合、回転慣性を保持して従来よりも発電時間を向上することが可能で、その結果最大で従来比２倍の発電量を得ることができる。
【００２９】
また、機械的に回転方向を一定に調整することで整流回路を必要としないため、従来の整流回路における電圧効果が発生せず、発電機と定電圧回路を組み合わせた発電ユニットに関して、従来よりも高効率を実現することが可能となる。
【００３０】
また監視システムに関しては、上記構成、制御方法を実現した監視システムを構築することにより、システム全体の電源を常時切断状態として、システム全体の低消費電力化を実現することができる。
【００３１】
さらに従来の圧電素子を用いた構成では、発生電圧はモジュールサイズに制約されるため、小型化に適さないのに対し、本発明の回転慣性保持発電機では、発生電圧はモジュールサイズとは関係なく、発電機に印加される回転数によって決まる。印加された回転数を発電機に導入するための輪列機構は、歯車径の比率によって増速率が決まるためサイズが小型でも大きな増速率が得られ、さらに多段にすることにより、小型サイズで高速の回転を発電機に導入することが可能で、圧電素子を用いた構成に比べて原理的に小型化に適する。
【００３２】
また本発明に関する監視システムでは、従来技術では言及しない健康監視目的のシステム構成を実現するための判定と制御のアルゴリズムを用いることで、より信頼性の高い監視システムを構築することができる。
【００３３】
さらに、特定動作によるトリガ信号を発生する１次検出部と、システム全体を起動させた後に動作する２次検出部を分割することで、昆虫の飛翔動作など、人間の動き以外の動作を検出してしまうといった、誤動作が発生する可能性を低減することが可能となる。
【００３４】
さらに上記センサに用いる発電ユニットを小型化にして、無線送信機能を搭載することで、ケーブルの配線を不要とすることができ、設置工事を用意とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の回転慣性保持発電機の基本形例の構成を示す図である。
【図２】本発明の回転慣性保持発電機においてフライホイールとの接続部に位置する歯車端面の構成の一例を示す図である。
【図３】図２に示す歯車端面に配置された凹部と突起の固定方法の一例を示す図である。
【図４】図１に示す本発明の回転慣性保持発電機の基本形例における、フライホイールの両端面の形状の一例を示す図である。
【図５】本発明の回転慣性保持発電機において歯車とフライホイールの接続部の断面図である。
【図６】本発明の回転慣性保持発電機において歯車とフライホイールの接続部の立体斜視図である。
【図７】本発明の回転慣性保持発電機においてフライホイールとの接続部に位置する歯車端面の構成の変形例を示す図である。
【図８】本発明の監視システムの基本形例の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の監視システムの制御部における制御フローの基本形例を示すステップ図である。
【図１０】本発明の防犯目的の監視システムの制御部における制御フローの基本形例を示すステップ図である。
【図１１】本発明の健康監視目的の監視システムの制御部における制御フローの基本形例を示すステップ図である。
【図１２】１次検出部の構成とドアへの設置の基本形例を示す構成図である。
【図１３】１次検出部の発電部の構成の基本形例を示す構成図である。
【図１４】本発明の回転慣性保持発電機の第１の変形例の構成を示す図である。
【図１５】図８に示す本発明の回転慣性保持発電機の第１の変形例における、フライホイールの端面の形状の一例を示す図である。
【図１６】図８に示す本発明の回転慣性保持発電機の第１の変形例における、フライホイールの端面の形状の変形例を示す図である。
【図１７】本発明の回転慣性保持発電機の第２の変形例の構成を示す図である。
【図１８】図１１に示す本発明の回転慣性保持発電機の第２の変形例における、フライホイールの端面の形状の一例を示す図である。
【図１９】図１１に示す本発明の回転慣性保持発電機の第２の変形例における、フライホイールの端面の形状の変形例を示す図である。
【図２０】本発明の監視システムの変形例の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の健康監視目的の監視システムの制御部における制御フローの変形例を示すステップ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る回転慣性保持発電機およびそれを用いた監視システムの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図面において同一の引用符号で表した構成要素は、各図面共通で同一の構成要素を示すものとする。
【実施例１】
【００３７】
図１は、本発明に係る回転慣性保持発電機の構成図を示したものであり、本発明の基本形例である。図１において歯車１０１、歯車１０２、歯車１０３、歯車１０４、歯車１０５、歯車１０６により第１の輪列機構が構成される。
【００３８】
この第１の輪列機構による回転の伝達について以下で詳しく述べる。第１の輪列機構における回転入力部は歯車１０１であり、外部から印加される回転はまず歯車１０１に伝達される。歯車１０１に印加された回転は、歯車１０１と噛み合っている歯車１０２に逆回転として伝達される。歯車１０２と歯車１０３は接着固定されており、歯車１０２と歯車１０３の回転は回転数、回転の向きのいずれも同一である。また歯車１０３と歯車１０４は噛み合っており、歯車１０４の回転は、歯車１０３の回転に対して逆向きとなる。歯車１０４と歯車１０５は接着固定されており、歯車１０４と歯車１０５の回転は、回転数、回転の向きのいずれも同一である。歯車１０５と歯車１０６は互いに噛み合っており、歯車１０６の回転は、歯車１０５の回転に対して逆向きとなる。また歯車１０５は、接続部材（兼スペーサ）１０８を用いて、歯車１０９と接着固定されており、歯車１０５と歯車１０９は同期して回転する。さらに図１において歯車１０９、歯車１１０、歯車１１１により第２の輪列機構が構成される。歯車１０９と歯車１１０、歯車１１０と歯車１１１がそれぞれ噛み合っており、それぞれ歯車１０９と歯車１１０が互いに逆回転、歯車１１０と歯車１１１が互いに逆回転となる。
【００３９】
例えば回転入力部である歯車１０１に時計回りの回転が印加された場合、歯車１０５には時計回りの回転が印加され、歯車１０６には反時計回りの回転が印加、歯車１１１には時計回りの回転が印加される（ただし歯車の回転方向は、図１で左側から見たときの回転方向として規定する）。このように、歯車１０６、歯車１１１は同一方向から見たときに互いに逆方向に回転し、それぞれフライホイール１０７へ回転が伝達される。歯車１０６、歯車１１１からフライホイール１０７への回転伝達については後述する。
【００４０】
図１において、歯車１０６は軸１２１を中心として回転し、歯車１１１はフライホイール１０７に固定された回転軸１２３に設けられた軸受け１２２を中心として回転する。フライホイール１０７と回転軸１２３の固定に関しては、後述する。さらに歯車１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０９、１１０はそれぞれ図示しない軸を中心として回転する。
【００４１】
また、歯車１０２と歯車１０３、および歯車１０４と歯車１０５、歯車１０５と、歯車１０９はいずれも前述のように接着固定されても良いし、一体成型としても良い。
【００４２】
次に図１における第１の輪列機構および第２の輪列機構について、それぞれの増速比を以下で詳しく説明する。まず第１の輪列機構については、歯車１０１から歯車１０６までのピッチが一定として、歯車１０１と歯車１０２の歯数比を５：１、歯車１０３と歯車１０４の歯数比を５：１、歯車１０５と歯車１０６の歯数比を４：１と設定しており、増速比は１００倍となる。また第２の輪列機構については、歯車１０９から歯車１１１までのピッチが一定として、歯車１０９と歯車１１０の歯数比と歯車１１０と歯車１１１の歯数比をいずれも２：１とすることで歯車１０１から歯車１１１による増速比を１００倍とした。但し、歯車の数量や歯車の歯数比、輪列機構の増速比は図１に示した例に限定されるものではなく、任意に設定可能である。
【００４３】
発電機本体１１２は、永久磁石からなるステータ（固定子）１１６と、コア１１３とコイル１１４とからなるロータ（可動子）１１５から構成され、ケーシング１１７に収められている。さらにロータ１１５は回転軸１１８に固定され、回転軸１１８の回転と同期してロータ１１５が回転して回転軸１１８の一端に設けられた電力出力端子（スリップリング）１１９ａ、１１９ｂに摺接した摺動子１２０ａ、１２０ｂを介して発電された交流電力が外部に取り出される。図１に示した発電機本体１１２は、一例であり発電部分の構成はこれに限定されるものではなく、ステータ１１６がコイルからなりロータ１１５が永久磁石からなる構成、あるいはコアレスモータ、あるいはコイルの数が３つ、など回転によって誘導起電力が発生する構造であれば、全て適用可能である。また、交流電力の取り出し方法についても記載内容は一例であり、コイル両端から直接導出するなど、交流電力を取り出す方法であればいかなる方法も適用可能である。
【００４４】
回転軸１１８の他端には、フライホイール１０７が備えられており、第１の輪列機構あるいは第２の輪列機構の最終段に位置する歯車１０６あるいは歯車１１１からフライホイール１０７に回転が伝達される。フライホイール１０７は回転軸１２３と固定され、さらに回転軸１２３は回転軸１１８と固定されている構造となっている。さらに前述したように回転軸１１８とロータ１１５が固定されていることから、フライホイールが回転すると、固定された発電機本体の中でロータ１１５が回転し、電力出力端子１１９ａ、１１９ｂから電力を得ることができる
次に図２乃至図６を参照して歯車１０６あるいは歯車１１１とフライホイール１０７の間の回転伝達方法について詳細に説明する。
【００４５】
図２は図１における歯車１０６および歯車１１１の、フライホイール１０７側の端面を表したものであり、２０５ａが歯車１０６のフライホイール１０７側端面の正面図、２０５ｂが歯車１０６の側面の断面図、２０６ａが歯車１１１のフライホイール１０７側端面の正面図、２０６ｂが歯車１１１の側面の断面図をそれぞれ表したものである。図２において、歯車１０６および歯車１１１の端面上法線方向にそれぞれ凹部２０３ａ乃至２０３ｄおよび２０４ａ乃至２０４ｄが配置されており、凹部中に第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄと第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄが設けられている。
【００４６】
第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄ、第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄの材質は例えばステンレス、スプロンなどを用いても良いし、そのほかの任意の材質を選択しても良い。
【００４７】
凹部の位置は、後述するフライホイール１０７の両端面上に設けられたキャビティに応じて配置されるものであり、図２に示した位置に限定されるものではなく、また端面上に配置される凹部の数についても図２に限定されるものではない。
【００４８】
上述の突起の凹部への固定方法の一例について、図３を用いて詳しく説明する。図３で突起３０１は図２における第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄあるいは第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄに相当し、凹部３０２は図２における凹部２０３ａ乃至２０３ｄおよび凹部２０４ａ乃至２０４ｄに相当する。凹部３０２には内面にレール３０４ａ、３０４ｂが形成されており、突起３０１に備えられたガイド３０３ａ、３０３ｂにより突起３０１は凹部中でレール方向にスライド可能で、レールと鉛直方向に拘束される。上述の構成とすることで、歯車１０６あるいは歯車１１１が回転すると突起３０１は、法線方向外側に遠心力を受け、凹部中の外側に移動する。
【００４９】
凹部の構成は、突起３０１が歯車の法線方向に移動可能で、法線方向と鉛直な方向に移動が拘束されるものであれば、上述のガイドとレールによる構成に限定されるものではない。
【００５０】
図４は図１におけるフライホイール１０７の両端面と断面図を示したものである。４０３ａが図１における歯車１０６側の端面の正面図、４０３ｂがフライホイール１０７側面の断面図、４０３ｃが図１における歯車１１１側の端面の正面図を示す。フライホイール１０７には両端面にそれぞれ第１のキャビティ４０１、第２のキャビティ４０２が形成されている。
【００５１】
図４で示された第１のキャビティ４０１、第２のキャビティ４０２、あるいは後述するキャビティ９０１、１００１、１２０１、１３０１は、いずれもフライス加工や射出成形によって作製されても良いし、各部材の大きさが小型である場合は、エッチング等の半導体製造工程を利用して作製されても良い。あるいは、上述した方法に限定されず、その他任意の製造方法で作製されても良い。
【００５２】
以下、歯車１０６および歯車１１１の端面にそれぞれ形成された第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄあるいは第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄと、フライホイール１０７の両端面にそれぞれ形成された第１のキャビティ４０１あるいは第２のキャビティ４０２との干渉による回転の伝達方法について、特に第１のキャビティ４０１と第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄの干渉を例に取って、図４と図５を用いて詳しく説明する。
【００５３】
第１のキャビティ４０１は図４に示すように、少なくとも１箇所以上に一定の向きに凸部を有する形状をしており、図５に示すように歯車１０６の回転により歯車１０６の端面に配置された凹部２０３ａ乃至２０３ｄ中の外側にスライドした第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄと凸部が干渉することでフライホイール１０７は接線方向の力を受けて回転するように構成される。また第１のキャビティ４０１の凸部以外の部分は、図４に示すようになだらかな形状をしており、歯車１０６が停止してフライホイール１０７が回転中や、もしくは歯車１０６が逆回転中には、第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄは第１のキャビティ４０１から歯車１０６の法線方向中心向きに緩やかに力を受けることで第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄは内側にスライドしてフライホイール１０７の回転を妨げることがない。
【００５４】
第２のキャビティ４０２と第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄとの干渉によるフライホイール１０７への回転伝達方法は、上述した第１のキャビティ４０１と第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄとの干渉による回転伝達方法と同様であるため、重複を避けるためにここでは割愛する。
【００５５】
図６を用いて、上述したフライホイール１０７の両端面に形成した第１のキャビティ４０１、第２のキャビティ４０２と歯車１０６の端面に配置された第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄ、歯車１１１の端面に配置された第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄの干渉によるフライホイール１０７への回転伝達について、立体的に示す。
【００５６】
図６よりフライホイール１０７の両端面にそれぞれ設けられた第１のキャビティ４０１と第２のキャビティ４０２は、それぞれの端面に向かって逆向きに凸部が形成されており、いずれも同一方向に回転する構造となっている。一方で、歯車１０６と歯車１１１が常に互いに逆回転するように構成されているため、フライホイール１０７に印加される回転方向は、歯車１０１に印加される初期回転方向によらず、常に一定方向とすることが可能である。
【００５７】
上述した第１のキャビティ４０１および第２のキャビティ４０２の形状は、第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄおよび第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄとの干渉により一方向へ回転する形状であれば、図４の形状に限定されるものではなく、すべて適用可能である。また、第１のキャビティ４０１および第２のキャビティ４０２のフライホイール１０７の両端面上における位置であるが、フライホイールの強度が充分に保つことができる位置であれば、図４に限定されるものではなく、すべて適用可能である。
【００５８】
また第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄと凹部２０３ａ乃至２０３ｄおよび第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄと凹部２０４ａ乃至２０４ｄとの接続の方法であるが、図２あるいは図５に示すように、歯車１０６の法線方向すなわち突起のスライド方向に対して無負荷としてもよいし、図７の凹部２０３ａ乃至２０３ｄと第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄ、あるいは凹部２０４ａ乃至２０４ｄと第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄに示すように、バネ７０１ａ乃至７０１ｄあるいはバネ７０２ａあるいは７０２ｄにより法線方向に対して力を加える構成とすることもできる。バネ７０１ａ乃至７０１ｄあるいはバネ７０２ａあるいは７０２ｄの位置は歯車１０６の端面上に示したように凹部２０３ａ乃至２０３ｄあるいは凹部２０４ａ乃至２０４ｄで第１の突起２０１ａ乃至２０１ｄよりも中心側に設置することも、歯車１１１の端面上に示したように凹部２０３ａ乃至２０３ｄあるいは凹部２０４ａ乃至２０４ｄで第２の突起２０２ａ乃至２０２ｄよりも円周側に設置することも可能である。
【００５９】
図８は、本発明に係る監視システムのブロック図を示したものであり、本発明の基本形例である。
【００６０】
図８に示したように、監視システムは１次検出部８０１、２次検出部８０２、緊急信号送信部８０３、制御部８０４から構成される。
【００６１】
１次検出部８０１はドアあるいは窓に設置され、ドアあるいは窓の開閉が検知される。また１次検出部８０１には後述するように無線送信部が備えられており、ドアあるいは窓の開閉時に制御部８０４との間で無線通信を行い、開閉情報を伝達する。
【００６２】
２次検出部８０２は、部屋内に備えられ在室者を検知する機能をもつセンサであれば全て適用可能であり、例えば近赤外線の投光器と受光器を対向させて、その間を遮断することで在室者を検知する赤外線センサや、一体型の近赤外線投受光器であって受光レベルから在室者を検知する赤外線センサ、あるいは人体表面の輻射エネルギを検出して在室者を検知する熱線センサなどが適用可能である。
【００６３】
緊急信号送信部８０３は公衆回線で外部と接続されており、後述する制御部８０４により、部屋内に侵入者有りと判定された場合、あるいは部屋内の在室者が重篤な状態であると判定された場合に緊急信号を外部へ発信する。
【００６４】
制御部８０４は１次検出部から送信された信号に基づいて、２次検出部への電源供給と異常状態の判定、緊急信号送信部の動作制御を行う。
【００６５】
図９に制御部８０４における基本的な制御フローを示す。
【００６６】
まずＳ９０１にて監視システムを稼動させたのち、Ｓ９０２にて１次検出部が信号を検出すると、Ｓ９０３より２次検出部に電源が投入される。さらにＳ９０４にて２次検出部から信号を得た場合にＳ９０５より異常状態と判定し、緊急信号を発報する（Ｓ９０７）。上述のとおり、Ｓ９０５で異常状態と判定されるのは、１次検出部と２次検出部のいずれからも信号を検出した場合に限り、いずれかからの信号が得られない場合はＳ９０６に示すように正常状態と判定される。
【００６７】
図１０に、本発明の防犯目的の監視システムにおける制御部８０４の制御フローを示す。
【００６８】
まずＳ１００１にて監視システムを稼動させたのち、Ｓ１００２にて１次検出部がドアあるいは窓開閉の信号を検出すると、Ｓ１００３より２次検出部に電源が投入される。さらにＳ１００４にて２次検出部が在室者を検出した場合にＳ１００５で侵入者有りと判定し、外部へ緊急信号を発報する（Ｓ１００７）。一方、１次検出部で信号が検出され、かつ２次検出部から信号が検出されない場合、あるいは１次検出部、２次検出部のいずれからも信号が検出されない場合は、侵入者無しと判定される（Ｓ１００６）。
【００６９】
図１１に、本発明の健康監視目的の監視システムにおける制御部８０４の制御フローを示す。
【００７０】
まずＳ１１０１にて監視システムを稼動させたのち、Ｓ１１０２にて１次検出部がドア開閉の信号を検出すると、Ｓ１１０３より２次検出部に電源が投入される。さらにＳ１１０５にて２次検出部が在室者を検出し、かつＳ１１０６にて１次検出部がＳ１１０４に記録されている一定時間内にドア開閉の信号を検出した場合にＳ１１０７で在室者が重篤な状態と判定し、外部へ緊急信号を発報する（Ｓ１１０９）。一方、１次検出部で信号が検出され、かつ２次検出部から信号が検出されない場合、あるいは１次検出部、２次検出部のいずれからも信号が検出されない場合、１次検出部と２次検出部のいずれからも信号が検出され、かつ１次検出部が一定時間内に再びドア開閉の信号を検出した場合は、在室者が正常な状態と判定され（Ｓ１１０８）、緊急信号は発報されない。
【００７１】
図１１に示した健康監視目的の監視システムは、例えばトイレや浴室など、室内で脳溢血や心筋梗塞といった循環器系疾患の発作が起こる可能性の高い部屋に設置して、上記発作の間接的なモニタリングに使用されても良い。
【００７２】
またＳ１１０４に記録されている、入室のドア開閉動作から退室のドア開閉動作までの時間間隔は、使用者の生活習慣から平均的な使用時間から決定され、例えば３０分と設定される。ただし前記時間は使用者によって変化するので、使用者に応じて予めカスタマイズされても良い。また、例えば３分というように比較的短い時間で設定され、前記時間ごとに部屋に備えられた図示しない安全確認装置から音声あるいは光などによって使用者に安全確認する構成とすることもできる。
【００７３】
図１２に本発明の監視システムの、１次検出部１２０７ａ、１２０７ｂの構成とドアへの設置例を図示する。ドアの正面図を１２０１ａに示し、ドアの側面図を１２０１ｂに示す。以下、図１２の説明に関しては、同一番号は同一部材を示し、添え字がａは正面図、ｂは側面図を示す。
【００７４】
以下、図１２の側面図を用いて、詳細に説明する。１次検出部１２０７ｂは発電部１２０４ｂと無線送信部１２０５ｂから構成される。
【００７５】
図１２に示すように１次検出部１２０７ｂはドア１２０１ｂに対してドア内部に設置されても良い。また設置位置は、ドアノブカバー１２０２ｂ、１２０８ｂ内部に内蔵されていても良いし、ドアの表面に設置されても良く、ドアノブ１２０３ｂ、１２０９ｂを接続するシャフト１２０６、１２１０からドア開閉時のドアノブ回転を１次検出部１２０７ｂへ印加するのに適した位置であれば良い。
【００７６】
発電部１２０４ｂに用いられる発電機は、永久磁石からなるステータ（固定子）と、コアとコイルとからなるロータ（可動子）から構成され、ケーシングに収められている構成で良い。発電動作は、ロータが回転軸に固定され、回転軸の回転と同期してロータが回転して回転軸の一端に設けられた電力出力端子（スリップリング）に摺接した摺動子を介して発電された交流電力を外部に取り出す構造でよい。ただし発電部１２０４ｂの構成はこれに限定されるものではなく、ステータがコイルからなりロータが永久磁石からなる構成、あるいはコアレスモータ、あるいはコイルの数が３つ、など回転によって誘導起電力が発生する構造であれば、全て適用可能である。
【００７７】
また無線送信部１２０５ｂの無線方式は、ドアノブ１２０３ｂ、１２０９ｂの回転による誘導起電力により送信が可能であれば特に限定されるものではないが、微弱無線、ブルートゥース、特定小電力無線が望ましい。
【００７８】
ドアノブ１２０３ｂ、１２０９ｂを回転すると、無線送信部１２０５ｂへ電力が供給され、ドア開閉を検出したことを意味するパルス信号が制御部８０４に送信される。
【００７９】
図１３に、図１２の側面図における発電部１２０４ｂの構成を詳細に示す。
【００８０】
図１３よりドアノブ１２０３ｂの回転はシャフト１２０６に伝達され、歯車１３０１、１３０２、１３０３、１３０４、１３０５、１３０６、１３０７、１３０８、１３０９、１３１０で回転増速され、回転軸１３１１を介して発電機１３１２に回転が伝達され起電力を獲得する。同様にドアノブ１２０９ｂの回転はシャフト１２１０に伝達され、歯車１３１３、１３１４、１３１５、１３１６、１３１７、１３１８、１３１９、１３２０、１３２１、１３２２で回転増幅され、回転軸１３１１を介して発電機１３１２に回転が伝達され起電力を獲得する。歯車１３０１〜１３１０、あるいは歯車１３１３〜１３２２で構成される回転伝達手段の、増速率あるいは段数は無線送信部の送信電力を獲得するために必要な発電機１３１２に印加される回転数と、ドア開閉時のドアノブ１２０３ｂ、１２０９ｂの回転により決定されるが、例えばそれぞれ５段の輪列を構成して、５００倍の増速率としても良い。
【００８１】
１次検出部の構成および設置場所は、図１２、図１３に示した例に限定されず、例えばドア底部に滑車を設置し、ドア開閉時の滑車の回転を１次検出部の備える発電部に伝達する構成としてもよい。またドアや窓の蝶番やドアクローザー（自閉装置）の回転部に１次検出部を設置して発電する構成としても良い。さらに、引き戸やスライド窓の備える滑車に１次検出部を設置して発電する構成としても良い。
【００８２】
また１次検出部の備える発電部は回転力を電力に変換する発電機に限定されず、例えばノブの内部や蝶番に圧電素子を設置して、開閉時に圧電素子に加わるひずみによって発電する形態としても良いし、ドアや窓の取っ手に熱電素子を設置して、開閉時に熱電素子に接触することで生じる温度差を利用して発電する構成としても良く、ドア開閉動作によって微弱無線の送信電力を獲得することのできる発電方式であれば全て適用可能である。
【実施例２】
【００８３】
図１４に本発明の回転慣性保持発電機の第１の変形例を示す。図１４において、図１に示した構成要素と、構成、機能、動作が同一の構成要素に関しては、同一の引用符号を示し、重複を避けるため詳細な説明は割愛する。
【００８４】
図１４より、回転方向調整手段として第１の輪列機構の構成要素である歯車１０５に新たに歯車１４０１、歯車１４０２、歯車１４０３からなる第２の輪列機構を付加して、第１の輪列機構の最終段に位置する歯車１０６の回転に対して、第２の輪列機構の最終段である歯車１４０３に逆回転を発生させる。第２の輪列機構を構成する歯車の数は、第２の輪列機構の最終段である歯車が第１の輪列機構の最終段である歯車と逆回転すれば、図１４に示した例に限定されることはない。また第２の輪列機構の最終段に位置する歯車回転数の、第１の輪列機構への入力回転数に対する増速比は、好ましくは第１の輪列機構の増速比と同一の構成であるが、これに限定されるものではない。
【００８５】
歯車１０６および歯車１４０３には、それぞれフライホイール１４０４、１４０５が接続されており、回転が伝達される。歯車１０６および歯車１４０３とフライホイール１４０４、１４０５の接続に関しては、実施の形態１と同一であるので、重複を避けるために詳細な説明は割愛する。
【００８６】
フライホイール１４０４、１４０５の片端面に設けられたキャビティ１５０１、１６０１は、例えば図１５あるいは図１６に示したように歯車１０６および歯車１４０３の備える突起と干渉して同一方向に選択的に回転する構成である。
【００８７】
フライホイール１４０４、１４０５の回転の発電機本体１１２への回転伝達、また発電機本体１１２の構成、発電機１１２からの電力の導出方法は実施の形態１と同一であるので、重複を避けるために詳細な説明は割愛する。
【実施例３】
【００８８】
図１７に本発明の回転慣性保持発電機の第２の変形例を示す。図１７において、図１あるいは図１４に示した構成要素と、構成、機能、動作が同一の構成要素に関しては、同一の引用符号を示し、重複を避けるため詳細な説明は割愛する。
【００８９】
図１７より、回転方向調整手段として第１の輪列機構の構成要素である歯車１０５に新たに歯車１４０１からなる第２の輪列機構を付加して、第１の輪列機構の最終段に位置する歯車１０６の回転に対して、第２の輪列機構の最終段である歯車１４０１に同一方向の回転を発生させる。第２の輪列機構を構成する歯車の数は、第２の輪列機構の最終段である歯車が第１の輪列機構の最終段である歯車と同一方向回転すれば、図１７に示した例に限定されることはない。また第２の輪列機構の最終段に位置する歯車回転数の、第１の輪列機構への入力回転数に対する増速比は、好ましくは第１の輪列機構の増速比と同一の構成であるが、これに限定されるものではない。
【００９０】
歯車１０６および歯車１４０１には、それぞれフライホイール１４０４、１７０１が接続されており、回転が伝達される。歯車１０６および歯車１４０１とフライホイール１４０４、１７０１の接続に関しては、実施の形態１と同一であるので、重複を避けるために詳細な説明は割愛する。
【００９１】
フライホイール１７０１の片端面に設けられたキャビティ１８０１、１９０１は例えば図１８あるいは図１９に示したように歯車１０６および歯車１４０１の備える突起と干渉して一方向に選択的に回転し、かつフライホイール１４０４の回転とは逆方向に回転する構成である。
【００９２】
フライホイール１７０１の回転の発電機本体１１２への回転伝達、また発電機本体１１２の構成、発電機１１２からの電力の導出方法は実施の形態１、２と同一であるので、重複を避けるために詳細な説明は割愛する。
【実施例４】
【００９３】
図２０に本発明に係る監視システムの変形例のブロック図を示す。図２０において、図８に示した構成要素と、構成、機能、動作が同一の構成要素に関しては、同一の引用符号を示し、重複を避けるため詳細な説明は割愛する。
【００９４】
図２０に示したように、監視システムは１次検出部８０１、緊急信号送信部８０３、制御部８０４から構成され、実施の形態１の構成要素とは２次検出部の有無が異なり、特に健康監視目的の監視システムの変形例である。
【００９５】
図２１に、本発明の健康監視目的の監視システムにおける制御部８０４の制御フローの変形例を示す。
【００９６】
まずＳ２１０１にて監視システムを稼動させたのち、Ｓ２１０２にて１次検出部がドア開閉の信号を検出し、かつＳ２１０３にて１次検出部がＳ２１０４に記録されている一定時間内にドア開閉の信号を検出した場合にＳ２１０５で在室者が重篤な状態と判定し、外部へ緊急信号を発報する（Ｓ２１０７）。一方、１次検出部で信号が検出されない場合、１次検出部から信号が検出され、かつ１次検出部が一定時間内に再びドア開閉の信号を検出した場合は、在室者が正常な状態と判定され（Ｓ２１０６）、緊急信号は発報されない。
【００９７】
図２１に示した健康監視目的の監視システムは、例えばトイレや浴室など、室内で脳溢血や心筋梗塞といった循環器系疾患の発作が起こる可能性の高い部屋に設置して、上記発作の間接的なモニタリングに使用されても良い。
【００９８】
またＳ２１０４に記録されている、入室のドア開閉動作から退室のドア開閉動作までの時間間隔は、使用者の生活習慣から平均的な使用時間から決定され、例えば３０分と設定される。ただし前記時間は使用者によって変化するので、使用者に応じて予めカスタマイズされても良い。また、例えば３分というように比較的短い時間で設定され、前記時間ごとに部屋に備えられた図示しない安全確認装置から音声あるいは光などによって使用者に安全確認する構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００９９】
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０９、１１０、１１１：歯車
１０７：フライホイール
１０８：接続部材（兼スペーサ）
１１２：発電機本体
１１３：コア
１１４：コイル
１１５：ロータ
１１６：ステータ
１１７：ケーシング
１１８：回転軸１２３と固定される回転軸
１１９ａ、１１９ｂ：電力出力端子（スリップリング）
１２０ａ、１２０ｂ：摺動子
１２１：歯車１０６の軸
１２２：回転軸１２３の軸受け兼歯車１１１の軸
１２３：フライホイール１０７と固定される回転軸
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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