(57)【要約】 【課題】  所持して運動等するだけで効率よく充電することができ、また、故障時には容易にメンテナンスすることのできる、使い勝手のよい安価な蓄電装置を提供すること。【解決手段】  発電ユニット１１のコイル内で永久磁石を移動させることにより、そのコイルで発生する電磁誘導起電力を整流器を介してバッテリーに充電する蓄電装置であって、発電ユニットは球形の永久磁石を自由に転動移動可能に円盤ケース２２内に収容して、その円盤ケースの周囲には十字に交差するコイル２３、２４が巻かれている。これにより、永久磁石は、円盤ケース内であらゆる方向に転動移動して効率よく発電することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を移動可能に保持する保持部の周囲にコイルを巻いた発電ユニットと、該発電ユニットのコイルの導線の両端部を接続された蓄電器と、を備えて、永久磁石がコイル内を移動することによって発生する電磁誘導起電力を蓄電器に充電する蓄電装置であって、
保持部は、永久磁石の移動方向を一方向に制限することなく収容可能に形成されていることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記永久磁石が球形に形成されるとともに、保持部は該永久磁石の収容空間を円盤形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記コイルの導線の両端部と蓄電器との間に整流器を介装して、永久磁石が自由な方向に移動するのに伴って発生する直流起電力を整流して蓄電器に充電可能にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記発電ユニットと、整流器と、蓄電器とを別部品として構成したことを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
巻き方向の異なる前記コイルを複数備えており、
個々のコイルの導線が並列に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記蓄電器に充電した電力を外部に出力可能に接続する手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の蓄電装置。
【請求項７】
往復運動する四肢のいずれか、または、外部装置に取り付ける手段を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に関し、詳しくは、商用電源からの電力供給を受けることなく、充電することのできるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
携行しつつ利用する電気機器ではバッテリー（蓄電器）を搭載しており、このバッテリーには充電器を接続することにより商用電源からの電力を充電して蓄電している。このような電気機器は、携行中にバッテリー内の蓄電電力がなくなってしまうと、使用不能になってしまうことから、もしもの場合に備えるためには、予備のバッテリーを携帯する必要があった。
【０００３】
しかし、予備のバッテリーは、邪魔であると共に、その蓄電電力も消費してしまうと、もはやその電気機器を利用することはできない。この電気機器が、例えば、緊急時に利用する懐中電灯などの場合には非常に不便であり、また、携帯電話装置の場合には遭難時に利用できなくなってしまうと、助けを呼ぶことができなくなってしまう。
【０００４】
このことから、充電式のバッテリーを搭載した蓄電装置が考案されており、例えば、乾電池形状の本体内に永久磁石をスライド可能に収装して、その永久磁石のスライド部の周囲に導線を巻き付けてコイルとすることにより、そのコイル内を永久磁石が往復運動することにより発生する電磁誘導起電力をコンデンサ内に蓄電することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実用新案登録第３０２６３９１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この文献１に記載の蓄電装置にあっては、永久磁石が一方向にのみ往復運動するだけなので、手で振動させるなどして、その往復可能な方向に振るなどしたときにのみ充電することができ、例えば、意識することなく所持しているだけで効率よく充電させることができない。
【０００６】
また、文献１に記載の蓄電装置は、永久磁石が移動空間を画成する部材の壁面に摺接しつつ移動する構造であるので、その移動する際の摩擦が抵抗になって、永久磁石が高速移動することができずに、発電効率を上げることができない。
【０００７】
さらに、文献１に記載の蓄電装置は、永久磁石の移動可能な空間のスラスト方向の中央部にコイルが形成されて、その両端部側にコンデンサを配する組み立て構造に構成されているので、一部の構成部品を交換することが難しく、いずれの部品が故障しても全体を交換することになって、交換費用が高価になってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、所持して運動等するだけで効率よく充電することができ、また、故障時には容易にメンテナンスすることのできる、使い勝手のよい安価な蓄電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する蓄電装置の第１の発明は、永久磁石を移動可能に保持する保持部の周囲にコイルを巻いた発電ユニットと、該発電ユニットのコイルの導線の両端部を接続された蓄電器と、を備えて、永久磁石がコイル内を移動することによって発生する電磁誘導起電力を蓄電器に充電する蓄電装置であって、保持部は、永久磁石の移動方向を一方向に制限することなく収容可能に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明では、保持部内の永久磁石の移動方向の制限をなくして、少なくとも二方向以上に移動させることができる。したがって、全体が運動される際に、永久磁石を多少でもコイル内で移動させて、そのコイル内を通過する磁束を変化させることができ、有効に発電させて蓄電器内に充電することができる。
【００１１】
上記課題を解決する蓄電装置の第２の発明は、上記第１の発明の特定事項に加え、前記永久磁石が球形に形成されるとともに、保持部は該永久磁石の収容空間を円盤形状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明では、永久磁石は円盤形状の保持部内を転動することにより移動することができ、角部などで衝止されることがほとんどなく、できるだけ長く移動し続けることができる。したがって、永久磁石と保持部との接触箇所で大きな摩擦が発生して移動する際の妨げになってしまうことなく、コイル内を通過する磁束変化を早くするとともに長く維持して、効率よく発電して蓄電器内に充電することができる。
【００１３】
上記課題を解決する蓄電装置の第３の発明は、上記第１または第２の発明の特定事項に加え、前記コイルの導線の両端部と蓄電器との間に整流器を介装して、永久磁石が自由な方向に移動するのに伴って発生する直流起電力を整流して蓄電器に充電可能にしたことを特徴とするものである。
【００１４】
この発明では、保持部（コイル）内で永久磁石が運動（移動）することにより発生する電磁誘導起電力が整流されて蓄電器内に充電される。したがって、発生する直流起電力を無駄なく蓄電器に充電することができる。
【００１５】
上記課題を解決する蓄電装置の第４の発明は、上記第３の発明の特定事項に加え、前記発電ユニットと、整流器と、蓄電器とを別部品として構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
この発明では、別部品の発電ユニット、整流器および蓄電器が電気的に接続されて組み立てられる。したがって、発電ユニット、整流器または蓄電器のいずれかが故障しても、全体を分解することなくその故障部品を交換するだけで、修理することができる。
【００１７】
上記課題を解決する蓄電装置の第５の発明は、上記第１から第４のいずれかの発明の特定事項に加え、巻き方向の異なる前記コイルを複数備えており、個々のコイルの導線が並列に接続されていることを特徴とするものである。
【００１８】
この発明では、永久磁石の自由な移動方向に応じた磁束の変化を有効に通過させることができるようにコイルを複数設置することができる。したがって、移動する際に、いずれかのコイルで電磁誘導起電力を発生させて蓄電器に充電することができる。
【００１９】
上記課題を解決する蓄電装置の第６の発明は、上記第１から第５のいずれかの発明の特定事項に加え、前記蓄電器に充電した電力を外部に出力可能に接続する手段を備えることを特徴とするものである。
【００２０】
この発明では、発生する電磁誘導起電力を蓄電器に充電しつつその蓄電電力を外部出力することができる。したがって、携帯装置に搭載して、装置本体に供給する電力を自動的に充電することができ、バッテリー切れを気にすることなく、その携帯装置を利用することができる。
【００２１】
上記課題を解決する蓄電装置の第７の発明は、上記第１から第６のいずれかの発明の特定事項に加え、往復運動する四肢のいずれか、または、外部装置に取り付ける手段を備えることを特徴とするものである。
【００２２】
この発明では、人や動物の手足や運動する機械装置に取り付けることができる。したがって、特に蓄電器に充電する操作をすることなく、必要な電力を蓄電器に充電しておくことができる。
【００２３】
ここで、前記蓄電器は、外部接続する構成としてもよいことはいうまでもなく、例えば、蓄電器は別個に準備して接続使用してもよい。さらに、本発明の蓄電装置は、携帯装置のバッテリー自体として搭載したり、また、携帯装置のバッテリーを本発明に係る蓄電器として蓄電装置本体側を充電装置として利用するようにすることもできる。
【発明の効果】
【００２４】
このように本発明によれば、例えば、保持部内の円盤形状の収容空間内で球形の永久磁石を自由な方向に移動可能にするだけで、全体の運動を有効に利用して、永久磁石をコイル内で少しでも移動させることができ、無駄なく効果的に発電させて蓄電器内に充電することができる。また、巻き方向の異なるコイルを複数設置するだけで、さらに、効果的に発電させて充電することができる。したがって、所持して運動等するだけで効率よく充電することができる。また、構成部品を別部品にすることにより容易に交換可能にしてメンテナンス性を向上させることができる。この結果、使い勝手のよい蓄電装置を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明に係る蓄電装置の一実施形態を示す図である。
【００２６】
図１および図２において、蓄電装置１０は、加えられる運動に応じた正負の直流電力を発生する発電ユニット１１と、この発電ユニット１１からの運動方向に応じた直流電力を、例えば、正電圧電力はそのままに入出力するとともに、負電圧電力は正電圧電力に変換する整流処理を行う整流器１２と、この整流器１２を介して発電ユニット１１から送られてきた直流電力を充電して蓄電することのできるバッテリー（蓄電器）１３と、により構築されている。
【００２７】
発電ユニット１１は、球形に形成された永久磁石２１と、この永久磁石２１を自由に転動可能な円盤形状の収容空間Ｓを内部に画成されてその永久磁石２１を収容して保持する円盤ケース（保持部）２２と、この円盤ケース２２の外周面の周囲にその表裏の両面側で十字に交差するように導線２３ａ、２４ａを巻くことにより形成されているコイル２３、２４と、により構築されており、コイル２３、２４から引き出した導線２３ａ、２４ａの両端側が整流器１２を介してバッテリー１３に接続されている。
【００２８】
これにより、発電ユニット１１は、全体がいずれの方向に運動しても、その慣性力で円盤ケース２２内の永久磁石２１がその運動に応じた方向に（移動方向を制限されることなく）転動してコイル２３、２４内を移動することができ、その永久磁石２１の移動に伴う磁束変化に応じた電磁誘導起電力がコイル２３、２４に発生して、整流器１２を介してバッテリー１３に充電（蓄電）することができる。
【００２９】
このとき、永久磁石２１は、円盤ケース２２内で転動して移動するので、その接触面との間で、移動を制限する大きな摩擦力が発生することなく、その運動に応じた方向やスピードでコイル２３、２４内を移動することができる。また、その永久磁石２１を収容する円盤ケース２２の内部空間Ｓは円盤形状に形成されているので、四角形状などの場合のような角部がないことから、略直角に壁面に突き当たらない限り、転動する永久磁石２１を衝止してしまうことがなく、その永久磁石２１をできるだけ長く一方向に移動させることができ、その後にも反対方向に移動させて、振幅運動（移動）させることができる。
【００３０】
したがって、この発電ユニット１１では、永久磁石２１と円盤ケース２２の接触箇所で移動スピードを低下させるほどの大きな摩擦が発生することなく、その永久磁石２１をコイル２３、２４内を移動させて磁束を大きく変化させるとともに、その移動を長く維持することができ、効率よく電磁誘導起電力を発生させてバッテリー１３内に充電することができる。
【００３１】
ここで、永久磁石２１は、高密度な磁束を生じさせて効率よく電磁誘導起電力を発生させるように、ネオジューム磁石を選択するのが好適であり、また、円盤ケース２２は、内部でその永久磁石２１がスムーズに転動移動するとともにコイル２３、２４内に磁束を妨げられることなく通過させるように、プラスチックを成形するなどして作製すればよく、また、内部をフッ素コートしても良い。
【００３２】
整流器１２は、ダイオード２６をブリッジ型に接続する一般的な単相ブリッジ整流回路１２ａ、１２ｂがコイル２３、２４毎の整流処理を行うように２組並列接続されており、コイル２３、２４で発生する誘導起電力を相殺されてしまうことなく、バッテリー１３に充電することができる。この単相ブリッジ整流回路１２ａ、１２ｂは、それぞれ、入力側にコイル２３、２４から引き出した導線２３ａ、２４ａの両端側が接続される一方、出力側にバッテリー１３が接続されている。この整流器１２は、永久磁石２１が円盤ケース２２内を自由に転動してコイル２３、２４内をその導線２３ａ、２４ａの巻き方向に対して相対移動すると、その永久磁石２１の相対移動方向に応じた正電圧または負電圧の直流起電力（電磁誘導起電力）がコイル２３、２４に発生するが、ブリッジ型のダイオード２６によりバッテリー１３の接続電極に合わせて、起電力の正負を反転させて無駄なく充電することができる。なお、この整流器１２には、バッテリー１３に接続する出力側にコンデンサー２７が並列接続されているとともに、ダイオード２８が直列接続されており、コンデンサー２７により整流した電力を平滑化するとともに、ダイオード２８によりその電力の逆流を防止してバッテリー１３に充電することができる。
【００３３】
この蓄電装置１０は、発電ユニット１１、整流器１２およびバッテリー１３をそれぞれ交換可能に接続組み立てする別部品（セル部品）に構成されており、例えば、図３に示すように、携帯電話装置１００の補助バッテリーとして使用可能に蓄電装置１０を設計する場合には、整流器１２とバッテリー１３が着脱可能に組み込まれたカバー部材３１に、発電ユニット１１を接続する構造に設計することができる。また、カバー部材３１には、携帯電話装置１００の充電用接続端子１０１に接続してバッテリー１３内に蓄電した電力を外部出力する外部接続端子３２を配設する。また、この蓄電装置１０には、運動する部位に取り付ける手段として、例えば、ゴムバンド３３が設けられており、そのゴムバンド３３を用いることにより、携帯電話装置１００を使用する人の手や足（四肢）や往復運動などする器具に取り付けることができる。
【００３４】
これにより、この蓄電装置１０は、バッテリー１３に充電するために特別な振動を加えるなどの操作をすることなく、そのバッテリー１３に電力を自然に蓄電しておくことができる。したがって、この蓄電装置１０を取り付けておくだけで、バッテリー切れを気にすることなく携帯電話装置１００を利用することができ、また、付属品の充電器を接続する商用電源のないような場所でも緊急用のバッテリーとして機能させて携帯電話装置１００の利用を可能にすることができる。また、この蓄電装置１０の発電ユニット１１、整流器１２またはバッテリー１３のいずれかが故障などした際には、全体が一体的に設計されている場合のように全体を分解するのではなく、個々を容易に交換して修理することができる。
【００３５】
なお、この蓄電装置１０は、携帯電話装置１００などのように独自のバッテリーを抱える装置に接続する場合には、例えば、外部装置への電力供給を接断するスイッチを設けたり、互いのバッテリー電力に応じて電力供給を開始するように設計すればよい。
【００３６】
このように本実施形態においては、十字に交差するコイル２３、２４が周囲に巻かれている円盤ケース２２内に球形の永久磁石２１を収容するだけで、あらゆる方向の運動によっても、その内部の永久磁石２１が転動移動してコイル２３、２４に電磁誘導起電力を発生させることができ、効率よくバッテリー１３内に電力を充電して蓄電させることができる。また、発電ユニット１１などの部品が故障しても、その部品ごと交換して復旧させることができ、メンテナンス性や使い勝手のよい安価な蓄電装置１０として利用することができる。
【００３７】
本実施形態の他の態様としては、上述実施形態では、独自にバッテリーを抱える携帯電話装置１００に接続する場合を説明するが、これに限るものではないことはいうまでもない。例えば、携帯電話装置１００のバッテリーの装着部に蓄電装置を取り付けて、そのバッテリーとして機能するようにしてもよく、また、バッテリー１３を省いて携帯電話装置１００のバッテリーに直接充電する充電装置として利用可能にすることもできる。また、上述実施形態では、一つの発電ユニット１１を備える場合を説明するが、これに限るものではなく、例えば、発電ユニット１１を積層させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る蓄電装置の一実施形態の要部構成を示す図であり、その発電ユニットの概略全体構成を示す斜視図である。
【図２】その整流器の回路構成を示す回路図である。
【図３】その携帯電話装置に接続した場合の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０    蓄電装置
１１    発電ユニット
１２    整流器
１３    バッテリー
２１    永久磁石
２２    円盤ケース
２３、２４    コイル
２３ａ、２４ａ    導線
２６、２８    ダイオード
２７    コンデンサー
３１    カバー部材
３２    外部接続端子
３３    ゴムバンド
１００    携帯電話装置
１０１    充電用接続端子
【図１】
2006149164.tif 000003
【図２】
2006149164.tif 000004
【図３】
2006149164.tif 000005