(57)【要約】【課題】人の手足に表示器１を取り付けて、第１マグネット３を移動させ、第１コイル５に誘導電流を発生させ、発光ダイオードを点灯する表示器１を提供する。【解決手段】第１マグネット３を有するパイプ６の外周に有る第１コイル５をケース１０に取り付け、第１マグネット３に引っ張りバネ４、ワイヤー１３を接続して、ワイヤー１３の端部と振り子１７の端部を接続する。ケース１０に磁性体９を取り付けて、第１マグネット３を吸引して近づけ、極性の異なる２つの発光ダイオードを有する表示器１を人の足首に取り付ける。人が移動してケース１０を停止させ、振り子１７が移動してワイヤー１３を引っ張り、第１マグネット３と振り子１７の慣性力が、引っ張りバネ４の収縮力及び、第１マグネット３と磁性体９の吸引力を超えた時に、第１マグネット３が第１コイル５内を通過し、誘導電流を発生させて２つの発光ダイオードを点灯させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コイルに誘導電流を発生させる第１マグネットをパイプに入れ、前記第１コイルをパイプの外周に取り付け、外部より振動を加えて前記第１マグネットを移動させ、前記第１コイルに誘導電流を発生させる振動発電装置と誘導電流で発光する第１発光ダイオードと第２発光ダイオードを有する表示器において、
前記第１コイルをケースに取り付け、接続板と前記接続板内部に有る弾性体の端部を各々前記第１マグネットに接続して、前記弾性体の他方の端部にワイヤーを接続し、更に、前記ワイヤーの他方の端部を振り子の下部へ接続し、
一方で前記第１マグネットの磁力の吸引力を得る磁性体を、前記ケースに取り付けて、前記第１マグネットを前記磁性体に近づけておき、
前記ケースに取り付けた円柱棒に前記振り子の上部を取り付けて、前記ケースを移動させて停止させ、
前記第１マグネットと前記振り子に加わる慣性力により、前記円柱棒を支点として前記振り子が移動し、前記ワイヤーと前記弾性体を引っ張り、
慣性力が前記弾性体の収縮力、及び前記第１マグネットと前記磁性体の吸引力を越えた時に、前記第１マグネットが前記第１コイル内を移動し、前記第１コイルに誘導電流を発生させ、前記第１発光ダイオードと前記第２発光ダイオードを点灯させる事を特徴とした表示器。
【請求項２】
請求項１記載の表示器において、前記弾性体を削除して前記第１マグネットと前記ワイヤーを接続し、前記ケースを移動させて停止させ、
前記第１マグネットと前記振り子に加わる慣性力により、前記円柱棒を支点として前記振り子が移動し、前記ワイヤーを引っ張り、
慣性力が前記第１マグネットと前記磁性体の吸引力を越えた時に、前記第１マグネットが前記第１コイル内を移動し、前記第１コイルに誘導電流を発生させ、前記第１発光ダイオードと前記第２発光ダイオードを点灯させる事を特徴とした表示器。
【請求項３】
請求項１記載の表示器において、前記弾性体と前記接続板を削除して前記第１マグネットに前記ワイヤーを接続し、前記ケースを移動させて停止させ、
前記第１マグネットと前記振り子に加わる慣性力により、前記円柱棒を支点として前記振り子が移動し、前記ワイヤーを引っ張り、
慣性力が前記第１マグネットと前記磁性体の吸引力を越えた時に、前記第１マグネットが前記第１コイル内を移動し、前記第１コイルに誘導電流を発生させ、前記第１発光ダイオードと前記第２発光ダイオードを点灯させる事を特徴とした表示器。
【請求項４】
請求項１〜３記載のいずれか１項記載の表示器において、移動した振り子が慣性力の反動と重力により、元の位置方向へ移動して、
前記第１マグネットを元の位置方向へ押し、移動させる事を特徴とした表示器。
【請求項５】
請求項１〜４記載のいずれか１項記載の表示器において、前記ケースを移動させて停止させ、
前記第１マグネットと前記振り子に加わる慣性力の反動により、前記振り子と前記第１マグネットが移動し、
前記第１コイルに誘導電流を発生させ、前記第１発光ダイオードと前記第２発光ダイオードを点灯させる事を特徴とした表示器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振り子の移動によりマグネットがコイル内を移動し、コイルに誘導電流を発生させる振動発電装置の電気エネルギーで、発光ダイオードが点灯してその場所を知らせる表示器に関する物である。
【背景技術】
【０００２】
夜間の散歩に於いて、人の存在を外部に知らせる場合、電灯の保持や電池駆動の表示器を身体に取り付けたり、身体に反射板を取り付けるなどの方法が有り、或は、マグネットがコイル内を移動して発電する振動発電装置の電力を利用して、電球を光らせるものがあり、その中で、振動発電装置を応用した物が数多く提案されている。
【０００３】
１つは、発電部のパイプ内にマグネットを挿入し、パイプの外側にコイルを設け、マグネットの自重を利用して、コイル下部に前記マグネットを配置しておき、一方で、発電部のマグネットに反発力を与える極性の移動部のマグネットを近づけて、発電部のマグネットを反発させてコイル内を通過させ、電気エネルギーを得ている。
更に、移動部のマグネットが移動して遠ざかり、両マグネットの反発する磁力が弱まることで、発電部のマグネットの自重により、コイル内を通過して元の位置に戻している。（文献１）
【０００４】
その他に、振動発電装置のマグネット下部にバネを接続してパイプの外側にコイルを設け、それら全体に振動を与えて、マグネットがコイル内を移動して発電しているものもある。（文献３）
或は、バネの代わりに、マグネットに反発力を与える極性のマグネットを、パイプの下部に配置し、同様に全体に振動を与えて発電エネルギーを取得している物もある。（文献２）
その他、振動発電装置をそのまま上下に振って、内部のマグネットを移動させ、電球を発光させる物や、振動発電装置を服に取り付けて電球を発光させる物がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１３４６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２００４７９号公報
【特許文献３】特開２００２−３７４６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で提案されているように、移動部のマグネットを利用して発電部のマグネットを移動させて発電し、復帰に於いては、発電部のマグネットの自重を利用しており、発電部を傾斜させた場合は、元の位置へ戻らなくなる可能性があり、移動部のマグネットを人体に取り付ける構造が複雑になる可能性がある。
【０００７】
文献２、３に於いては、パイプ内のマグネットに振動を与え、マグネットの大きさと移動速度によりコイルに発生させる発電量が決まる為、早い振動が求められる。
その為、繰り返し行なわれる振動をやめ、装置を徐々に傾斜させてマグネットを移動させて発電を行なうように利用した場合、パイプ内のマグネットは傾きに応じて動き始める為、コイル内を移動する時の速度が低下して発電効率も低下し、その電気エネルギーで発光ダイオードを点灯した場合には、発電はするものの、照度が落ちてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の振動発電装置を応用した電気エネルギーで発光ダイオードが点灯する表示器は、主に、表示器を人体に取り付けて人が移動した場合、停止時に於ける表示器内部の振り子の慣性力を利用して、発光ダイオードを点灯するようにしたもので、第１コイルに誘導電流を発生させる第１マグネットに弾性体の引っ張りバネを接続し、更に、引っ張りバネの他方の端部に柔軟性のワイヤーを接続し、これらをパイプ内に収める。
円柱棒が支点となる振り子の下部にワイヤーの端部を接続し、又、パイプの外周に第１コイルを設け、円柱棒と第１コイルをケースに固定する。
【０００９】
第１マグネットに吸引力を与えるネジ状の磁性体を、内部がネジ状で非磁性体のナットに挿入し、この磁性体を移動して第１マグネットが吸引して近づくようにする。
この磁性体の移動により、磁性体と第１マグネットの距離が変化して、磁力による吸引力が調整できるようになる。
これにより、第１マグネットと磁性体は通常の状態では吸引して近づいている状態となっている。
【００１０】
ケース裏面にバンドが取り付けられており、このバンドにより本案の表示器を人体の手足に取り付ける。
人が垂直に立っている状態でケースを水平に足に取り付けた場合、人が歩いて停止すると、振り子の上部を支点として、振り子の下部は惰性の方向へ動き、ワイヤーを引っ張り始め、引っ張りバネは伸びていく。
【００１１】
停止した時に生じる第１マグネットと振り子の惰性による慣性力が、第１マグネットと磁性体との吸引力と、引っ張りバネの伸縮力を上回った瞬間に、第１マグネットは惰性方向へ移動して第１コイル内を通過する。
この時、第１コイル内には誘導電流が発生して、その出力により終端の発光ダイオードが点灯する。
【００１２】
また、引っ張りバネに接続された第１マグネットは、振り子の移動方向へ移動して、引っ張りバネは収縮し、合わせて、柔軟性のワイヤーが緩むことにより、第１マグネットはワイヤーが緩んだ領域分まで移動することが可能となり、第１マグネットは振り子の移動方向へ加速する形となって移動する。
その結果、第１マグネットの移動速度は、通常のケースの移動速度より速く第１コイル内を移動し、その瞬間的移動により第１コイルに発生する誘導電流は増大して、高い電気エネルギーが発生する。
【００１３】
その後、移動した第１マグネットは、振り子の移動距離に加えて、ワイヤーの緩みにより発生する距離の分まで移動し、第１マグネットに取り付けられた接続板と振り子が衝突する。
更に、振り子に衝突した接続板は、その惰性の反動により反発移動して磁性体が有る方向へ移動し始め、続いて振り子の重力により、第１マグネットに取り付けられた接続板の端部を振り子が押していく。
一方で、磁性体より得られる磁力も加わり、第１マグネットは、再度、第１コイル内を通過して元の位置へ移動し、磁性体と第１マグネットは吸引して近づく。
【発明の効果】
【００１４】
通常の振動発電装置を応用して発光ダイオードを点灯させ、周囲にその場所を知らせる場合、振動発電装置を徐々に傾斜させていくと、その角度に応じてパイプ内部の第１マグネットは移動し始める為、第１コイル内を移動する速度は遅くなり、発光ダイオードを明るく点灯することができない。     
また、文献１のように、移動部のマグネットを人体の別の箇所に設けることは装置が複雑になり、困難である。
【００１５】
しかしながら、本案に於いては、人が停止したときに繰り返し生じる慣性力を利用して、ケースの傾きに関係なく、ある一定の慣性力が振り子に加わった場合、引っ張りバネに大きな引っ張る力を与える。
その後、ワイヤーを引き続け、慣性力が引っ張りバネの収縮力、及び第１マグネットと磁性体の吸引力を上回った瞬間、パイプ内の第１マグネットが、歩く速度より速く、第１コイル内を移動して瞬間的な電気エネルギーを発生させて、発光ダイオードを点灯することができる。
【００１６】
又、第１マグネットは、パイプ内の移動先でもワイヤーの緩みによる空間を利用でき、その範囲内に新たな第２、第３コイルを含む数個のコイルを配置すると、第１コイルで得られなかった移動先での電気エネルギーを取得でき、パイプの外周に取り付けた複数のコイルに電気エネルギーを発生させ、より大きな電力を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の表示器の実施形態を示したもので、表示器を人の手足に取り付けた図である。
【図２】表示器の詳細を示した斜視図である。
【図３】図２の第１コイルとパイプ部分の断面図であって、第１マグネットの移動前の状態を表した図である。
【図４】本発明の表示器の実施形態を示したもので、（Ａ）はバンドとケースの取り付けを示した断面図であり、（Ｂ）は、オス、メスの面ファスナーによりケースとバンドを接続した断面図である。
【図５】振り子が移動して、ワイヤーと引っ張りバネを引っ張った状態を表した図である。
【図６】第１マグネットが左へ移動した状態を表した図である。
【図７】振り子により、接続板が右へ押される状態を表した図である。
【図８】本発明の実施形態における表示器の他の実施形態を示したもので、引っ張りバネを削除し、第１マグネットに接続したワイヤーを振り子により引っ張っている状態を表した図である。
【図９】本発明の実施形態における表示器の他の実施形態を示したもので、ケースとパイプを短くし、更に、接続板と引っ張りバネを削除し、第１マグネットと振り子をワイヤーで接続した状態を表した図である。
【図１０】第１コイルと電線、及び２個の発光ダイオードを示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明に係る表示器１の好適な実施形態を、図面に従って説明する。
図１は本発明の表示器１を人体の手や足に取り付けた図であり、図２はその詳細を示した斜視図であり、図３は第１コイル５とパイプ６、第１マグネット３部分等を断面で表した図である。
【００１９】
図１、図２で示すように、表示器１を人体の手や足に取り付ける為に、図２や図４に示すように、ケース１０の裏面にはバンド２３があり、夜の外出や散歩時に図１に示すように手や足首にバンド２３を巻きつけ、先端のオス面ファスナー１１とメス面ファスナー１４を連結させて固定する。
【００２０】
表示器１の内部構造は、図２の斜視図と図３の断面図で示すように、パイプ６内部に有る第１マグネット３の片側にクッション８を取り付け、第１マグネット３の左端部に接続板２４と弾性体の引っ張りバネ４を接続し、引っ張りバネ４の他方の端部に柔軟性のワイヤー１３を接続する。
【００２１】
パイプ６の外周には第１コイル５が有り、第１コイル５から発生する誘導電流は電線１２により、ケース１０の側面に取り付けられた第１発光ダイオード２と第２発光ダイオード２５に出力され、その電気配線内容は図１０のように示される。
【００２２】
ケース１０にはクッション１６が取り付けられ、第１マグネット３にはクッション８が取り付けられており、これらは、振り子１７や第１マグネット３が移動してケース１０に当たり、その時に発する衝突音や衝撃を吸収する為のものであり、動作状支障がなければ利用しなくても良い。  
【００２３】
図３に於いて、引っ張りバネ４は接続板２４内で容易に伸縮でき、引っ張りバネ４の他方は、ワイヤー１３に接続され、そのワイヤー１３の他方は振り子１７の下部に取り付けられている。
この振り子１７の上部は穴が開いており、その穴には円柱棒１５が挿入されており、円柱棒１５はケース１０に固定され、振り子１７は円柱棒１５を支点として、振り子１７の下部が半円をえがくように回転移動できるようにしている。
【００２４】
これにより、図３に示すように、ケース１０が水平の状態では、重力により振り子１７の下部は円柱棒１５の真下付近にある。
また、振り子１７にはおもり１８を取り付け、振り子１７の半回転移動に力を与えるようにして、おもり１８の重さによって、ワイヤー１３の引っ張る力を変化できる役割をしている。
その為、振り子１７だけでワイヤー１３を十分に引っ張ることが可能な場合はおもり１８を省いても良い。
【００２５】
ケース１０の右側面には、ネジ穴がある非磁性体のナット７が固定され、そのナット７内を移動できるネジ状の磁性体９が取り付けられており、第１マグネット３は、ケース１０が水平で通常の状態であれば、第１マグネット３の磁力により右側に移動して磁性体９と吸引し合い、停止している。
【００２６】
図２や図４で示すように、ケース１０の裏面にはバンド２３が取り付けられ、各々の端部にはオス面ファスナー１１とメス面ファスナー１４が取り付けられ、この面ファスナー同士を繋ぎ合わせて、人の手足にケース１０を取り付ける。
又、ケース１０の傾きを変化させ、その状態を維持する為に、ネジ１９と圧縮バネ２０を利用して、バンド２３とケース１０を連結している。
これにより、図４（Ａ）のように、ケース１０とバンド２３は、圧縮バネ２０により密着し、ケース１０の角度が変化して、更にその角度が維持される。
【００２７】
図４（Ａ）では、バンド２３とネジ１９と圧縮バネ２０により、ケース１０の角度を変えて人体に取り付けているが、図４（Ｂ）のようにバンド２３にオス面ファスナー２１を取り付け、ケース１０にメス面ファスナー２２を取り付けて、容易に切り離す構造にしてケース１０の角度を変更、及び維持できるようにしても良い。
【００２８】
このケース１０を人の右足首にバンド２３により水平に取り付け、図１の右足に示すように、人が停止して垂直になっている状態では、第１マグネット３は磁性体９と吸引し合い、図３で示すようにケース１０の右側面に位置している。
続いて、右足が動き出して停止すると、その惰性による慣性力により、振り子１７は図５のように移動して、ワイヤー１３を引っ張り、接続板２４内の引っ張りバネ４は伸びていく。
【００２９】
この時、右足が移動して停止した時に生じる振り子１７とおもり１８と第１マグネット３の慣性力が、引っ張りバネ４の収縮力、及び第１マグネット３と磁性体９の吸引力を超えた場合、第１マグネット３は引っ張りバネ４の収縮力により、人が移動する速度より速く第１コイル５内を移動して、図６で示す様に、接続板２４が振り子１７に接触する位置まで移動する。
【００３０】
これにより、第１コイル５には正逆の誘導電流が発生して、それぞれ極性が違う前方の第１発光ダイオード２と後方の第２発光ダイオード２５が点灯して、前後方に人の存在を知らせることができる。
また、歩くスピードが早い場合は、振り子１７とおもり１８と第１マグネット３に加わる慣性力も増大し、引っ張りバネ４を引く力も増していき、第１マグネット３と磁性体９の吸引力を大幅に超え、切り離しが容易に行なわれ、第１マグネット３が第１コイル５内を移動するスピードは増して、更に高い電力を得ることができる。
【００３１】
振り子１７が移動する慣性力は、それに取り付けられたおもり１８の重さや取り付け位置、振り子１７の支点の位置やワイヤー１３の取り付け位置等により異なり、一方で、第１マグネット３と磁性体９の吸引力も、第１マグネット３の磁力の大きさや磁性体９の間隔により異なる。
それにより、最適な発電が行なえるように、ナット７内の磁性体９を移動させて、第１マグネット３の移動がスムーズに行なえるように調整する。
【００３２】
右足が停止して、接続板２４が移動した後、ケース１０の左側面に移動した振り子１７とおもり１８は、その反動と重力により元の位置に戻ろうとして、図７のように、接続板２４を右側へ押すように力が働き、第１マグネット３は第１コイル５内を移動する。
又、第１マグネット３は、磁性体９との磁力による吸引力も働き、元の位置へ移動し、磁性体９と吸引して停止する。
これにより、人が歩いている間、同じ動作を繰り返し発電することになる。
【実施例２】
【００３３】
次に、引っ張りバネ４を利用しないで発電する方法について図面に従って説明する。
尚、その他の部品と内容は実施例１と同様なので説明を省略する。
通常、人が表示器１を取り付けて歩き、右足が停止した場合、慣性力だけでの発電量は小さい為、実施例１では、引っ張りバネ４の伸縮力を利用して第１コイル５内を移動する速度を速めていたが、表示器１を速い速度で利用する場合は、図３の引っ張りバネ４を利用しないで、図８で示すように、第１マグネット３にワイヤー１３を接続しても良い。
【００３４】
図８に於いて、磁性体９を移動して、第１マグネット３と磁性体９との吸引力を弱め、表示器１を右足に取り付け、更に、速い速度で移動して停止すると、振り子１７と第１マグネット３の慣性力が増大する為、第１マグネット３と磁性体９の切り離しが容易に行なわれ、引っ張りバネ４の収縮力を利用しなくても、第１マグネット３は第１コイル５内を速い速度で通過することが可能となる。
これにより、第１マグネット３は第１コイル５内を一気に左に移動して、第１コイル５に正逆の誘導電流を発生させて、第１発光ダイオード２と第２発光ダイオード２５を点灯させることができる。
【実施例３】
【００３５】
次に、表示器１を主にジョギング等、速い速度で利用し、引っ張りバネ４と接続板２４を利用しなくても、高い電力を得ることができる方法について図面に従って説明する。
尚、その他の部品と内容は実施例１、２と同様なので説明を省略する。
図９は、図３のケース１０の横幅やパイプ６を短くし、第１マグネット３が第１コイル５内を移動した後の左への移動距離を短くし、引っ張りバネ４と接続板２４を省いたものである。
【００３６】
図９に於いて、表示器１を右足に取り付け、ジョギング等、速い速度で移動して停止すると、第１マグネット３が振り子１７に当り、歩く時よりも衝突後の反動が大きく、また、振り子１７により、第１マグネット３を直接右へ押しても、第１マグネット３は、ケース１０の右側へ容易に戻ることができ、引っ張りバネ４と接続板２４を省くことが可能となる。
【００３７】
ジョギング時には、左右に振れる振り子１７の周期は速くなり、振り子１７が左へ移動する速度も速まり、２つの発光ダイオードの明るさは増し、更に、振り子１７とおもり１８が移動した後の反動により生ずる力も増す為、右側へ移動する第１マグネット３の速度も速まり、再度、第１コイル５に誘導電流が発生して、２つの発光ダイオードを点灯することができる。
【００３８】
実施例１から３に於いて、第１マグネット３と磁性体９との磁力による吸引力を磁性体９の移動により調節しているが、表示器１を常に同じ状態で使用する場合、第１マグネット３、引っ張りバネ４、振り子１７等の大きさが一定であれば、磁力による吸引力も一定となる為、磁性体９の位置と大きさは殆ど同じ値に設定でき、ナット７とネジ状の磁性体９の代わりにケース１０に一定の大きさの磁性体だけを取り付けて、第１マグネット３との吸引力を固定し、切り離しをしても良い。
【００３９】
また、第１マグネット３や第１コイル５、パイプ６の形状を三角や多角にしても良く、第１マグネット３、磁性体９以外のケース１０や引っ張りバネ４、パイプ６等の材質は出来る限り第１マグネット３や磁性体９に影響を与えないアルミやステンレス、プラスチック、ガラス、ゴム等の非磁性体の物を用いる。
更に、弾性体の引っ張りバネ４の代わりに、弾性体のゴムやクッションを利用しても良い。
【００４０】
実施例１〜３に於いて、引っ張りバネ４の接続に柔軟性のワイヤー１３を使用しているため、第１マグネット３はワイヤー１３が緩んだ領域まで移動できる為、発電領域が増え、この部分にも新たなコイルを設置すると、発電量を増やすことができる。
【００４１】
また、２つの発光ダイオードはケース１０の側面に取り付いているが、ケース１０にコンセントを設け、第１コイル５からの出力をコンセントに出力し、コンセントにプラグを接続して電線を繋げ、終端に発光ダイオードを有するクリップをズボンや腰に取り付けて、ケース１０とは別の場所で発光させても良い。
或は、クリップの代わりに発光ダイオードにマグネットを取り付けて、ズボンの内側に磁性体を挿入し、マグネットと磁性体を吸引させて、ズボンに発光ダイオードを固定し、発光させても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１    表示器
２    第１発光ダイオード
３    第１マグネット
４    引っ張りバネ
５    第１コイル
６    パイプ
７    ナット
８    クッション
９    磁性体
１０    ケース
１１    オス面ファスナー
１２    電線
１３    ワイヤー
１４    メス面ファスナー
１５    円柱棒
１６    クッション
１７    振り子
１８    おもり
１９    ネジ
２０    圧縮バネ
２１    オス面ファスナー
２２    メス面ファスナー
２３    バンド
２４    接続板
２５    第２発光ダイオード
【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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