(57)【要約】      （修正有）【課題】衣服・人体などへ取り付けて移動過程で簡単に点滅または発光させられ、かつ、低価格の発光装置を提供する。【解決手段】透明な樹脂フィルムからなる包装袋７０内に圧電フィルム１０とコンデンサ２０と赤色ＬＥＤ３０とを電気的に結線した状態で周囲を機密封止した構成。圧電フィルム１０とコンデンサ２０及び赤色ＬＥＤ３０との間も熱接着して仕切り６１を設け、包装袋７０の上辺側に長円形の貫通孔５０を備え、指掛け、紐通し、バンドクリップ通しなどを可能とした。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製包装袋内に圧電体シートと発光体とを結線した状態で収納し、前記圧電体シートと発光体とを包装袋内で仕切りにより区分するとともに周囲を封止したことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
樹脂製包装袋に対象物への取り付け手段を備え、前記対象物への取り付け手段を樹脂製包装袋に設けた貫通孔、樹脂製包装袋に取り付けたバンド、樹脂製包装袋に取り付けた磁石、樹脂製包装袋に取り付けたクリップ、樹脂製包装袋が輪を形成するよう樹脂製包装袋の両端の両面にそれぞれ取り付けた面ファスナーの雄側と雌側の内、いずれか一つの手段としたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、圧電体シートを押圧・加振などにより変形させることで自己発電し、点滅または連続発光する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネオンランプ、発光ダイオードなどの発光体の電源は一般的な化学電池のほかに、圧電効果によって発電する圧電素子または圧電フィルムなどが用いられている。例えば、厚さ０．１ｍｍ程度の金属板に圧電皮膜を所望の厚さに積層してなる圧電体シートを加振して発電する手段、トルマリン粉末またはチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の粉末を混入した可撓性を有する薄いプラスチックシートの両面にそれぞれ電極を配設した圧電フィルムを加振して発電する手段等が用いられている。圧電素子を備え、かつ衣類に装着されることを特徴とする衣類用発電装置として例えば特開２００２−２１８７６９号公報が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２１８７６９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし特許文献１における発電装置は、衣服への取り付け手段として縫製、両面粘着テープ、面ファスナーなどを用いる構成であった。縫製、両面粘着テープを用いる方法は取り付けに工数がかかり、コストが高くついていた。また、対象物を代えて付け替えるのが面倒であった。面ファスナーを用いる方法においても対象物ごとに面ファスナーの一方(雄側または雌側)を取り付けねばならず、煩わしくコストが高くついていた。
【０００４】
本考案は衣服などへの取り付けや取替えが簡単に行え、かつ低価格の発光装置を提供することを目的とする。また、発光装置を取り付ける対象を衣服の他に、自転車などの乗り物、運動靴等にまで拡げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案にかかる発光装置は、樹脂製包装袋に起電用の圧電体シートと発光体とを区分して収納し、周囲を封止したものであって、前記樹脂製包装袋に対象物への取り付け手段を備えたものである。前記対象物への取り付け手段を樹脂製包装袋に設けた貫通孔、樹脂製包装袋に取り付けたバンド、樹脂製包装袋に取り付けた磁石、樹脂製包装袋に取り付けたクリップ、樹脂製包装袋が輪を形成するよう樹脂製包装袋の両端の両面にそれぞれ取り付けた面ファスナーの雄側と雌側の内、いずれか一つの手段としたことを特徴とする。これにより貫通孔やバンドは人が容易に指にぶら下げて持ち運びでき,圧電体シートを撓ませて発電できる。また、運動靴の舌片に重ねて紐等で固定しても歩行時の屈曲で発電できる。クリップは衣服等に簡単に取り付けでき、人の動きによって圧電体シートが撓んで発電できる。磁石は自転車のハンドルなど金属製品に吸着して取り付けでき発電できる。輪を形成する面ファスナーは容易に腕や肘、手首、膝、足首に巻回し、屈曲して発電できる。
【０００６】
さらに本考案にかかる発光装置は、上記発光装置において樹脂製包装袋を光透過性部材で形成したことを特徴としたもので、これにより包装袋に収納した発光体たとえばＬＥＤ(発光ダイオード)やネオンランプ等を包装袋の外から視認できる。
【０００７】
さらに本考案にかかる発光装置は、上記発光装置において圧電体シートと発光体とを包装袋内で区分する仕切りを熱接着などの手段により樹脂製包装袋に設けたことを特徴としたもので、これにより包装袋内で発光体が移動するのを防止する。その結果、発光体が圧圧電体シートの下に潜り込むのを防止できる。また、圧電体シートと発光体とを導通するリード線に引っ張り力が掛かり断線するのを防止できる。
【考案の効果】
【０００８】
上記構成により本考案の発光装置は低価格の発光装置を提供できる。また、衣服・人体などへの取り付けや取替えが簡単に行え、人の動きによって圧電体シートが撓み、発電できる。発光装置を取り付ける対象を衣服の他に、自転車などの乗り物、運動靴等にまで拡げられる。暗い場所で点滅または連続発光する発光装置は防犯や交通事故防止に役立つ。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
本考案にかかる発光装置は上述の通りである。発光装置を構成する圧電体シートは、厚さ０．１ｍｍ程度の金属板(ステンレス鋼、チタン、銅など)に厚さ１μｍ〜数μｍの圧電体皮膜(チタン酸ジルコン酸鉛(ＰＺＴ)など)を配設したものが用いられる。前記圧電体皮膜は１０〜２０層の多層膜で形成するのが好ましい。圧電体皮膜の形成手段はスパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、水熱合成法など任意の手段を用いてよい。
【００１０】
本考案にかかるもう一つの圧電体シートとして圧電フィルムを用いてもよい。圧電フィルム(圧電性高分子)の代表的なものとしてはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）がよく知られている。ポリフッ化ビニリデンは優れた柔軟性、加工性、耐衝撃性、耐水性、化学的安定性を兼ね備えており、圧電セラミックスのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）と比較した場合、およそ２０倍に及ぶ高耐電圧性と、およそ１０倍の高い電圧出力を得られる。
【００１１】
圧電フィルムの利点は、高い高耐電圧性と電圧出力の他、その柔軟性と耐衝撃性にある。圧電セラミックスでは不可能な人体の伸縮の動きに追従させて曲げの力が働いても、圧電セラミックスでは破損してしまう衝撃力を加えても、問題無く電圧を発生する。また、圧電フィルムは軽く、柔らかで、特定の固有振動数を持ちにくいことから、特別な保護手段無しでも人体が圧電フィルムから受ける装着時の異物感や衝撃の反動といったダメージは少なく抑えられる。
【００１２】
圧電性高分子は容易にフィルム状、例えば、フィルム厚さ１０μｍ〜１００μｍなどに成形される。しかし、圧電効果で発生する電力は静電気に似ており、電極が無ければ発生した電力を取り出すことはできない。従って、圧電フィルムの表面、裏面に各々全面にわたる導電性の皮膜層を設けて電極とし、無用な電荷の漏れ防止を図っている。さらに、全体を絶縁体の保護皮膜で被ったシート状のものを発電部材として使用するのが好ましい。同様の構造のものがピエゾフィルムと呼称され、両面の電極や保護皮膜を含めて４０μｍ〜２００μｍの厚さの起電用圧電フィルムが製造・販売されている。例えば、株式会社東京センサのホームページにピエゾフィルムＬＴＤシリーズなどが記載されている。
【００１３】
圧電体シート及び発光体を収納する包装袋は光をよく透過する樹脂フィルム、例えば、透明性、柔軟性および耐衝撃性のいずれにも優れ、包装材として好適な単層および多層のポリプロピレン系フィルム（ＰＰ）で構成するのが好ましい。ＰＰフィルムの厚さは１０μｍ〜１００μｍ程度とするのが好ましい。また、次の要件（１）〜(３)を満たすことが望ましい。（１）ＪＩＳ Ｋ６７８１に準じて測定したヤング率が１０〜５００ＭＰａである、（２）０℃で測定した引張衝撃強度が、５０〜１０００ＫＪ／ｍ２である、（３）光線透過率が８５〜９９％であり、かつ１２０℃および３０分間の熱水処理後の光線透過率の減少率が０〜１５％の範囲にあること。包装袋の封止や仕切りは接着剤を用いることの他に、熱圧着(熱接着)、両面粘着テープなど任意の手段を用いてよいことは自明である。
【００１４】
対象物への取り付け手段は、樹脂製包装袋に設けた丸孔または長円などの貫通孔、樹脂製包装袋の一方の面に取り付けたバンド(帯状部材)、樹脂製包装袋の一方の面に取り付けた磁石、樹脂製包装袋の一方の面に取り付けたクリップ(例えば、大本商事（株）のホームページに記載されているスナッピン、シルバークリップ、バンドクリップ、ディープクリップなど)、樹脂製包装袋が輪を形成するよう樹脂製包装袋の両端の両面にそれぞれ取り付けた面ファスナーの雄側と雌側などの内、いずれか一つの手段とするのが好ましい。以下、本考案の実施例における発光装置を図面とともに説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本考案の一実施例における発光装置の正面図、図２は図１の側面図を示す。図1、図２に示す発光装置１００は、透明なＰＰフィルム(厚さ約５０μｍ)からなる包装袋７０内に、圧電フィルム１０（（株）東京センサのピエゾフィルム、型番ＬＴＤ２―０２８Ｋ／Ｌ）とコンデンサ２０と赤色ＬＥＤ３０とを電気的に結線した状態で収納し、周囲を機密封止した。圧電フィルム１０とコンデンサ２０及び赤色ＬＥＤ３０との間も熱接着して仕切った。斜線を引いた部分は熱接着部を示す。発光装置１００の外形寸法は、横幅寸法を約３５ｍｍ,長さを約１０５ｍｍ、熱接着したシート部の厚さを約３００μｍとした。
【００１６】
発光装置１００はさらに、上辺側に長円形（７×２５ｍｍ程度）の貫通孔５０を備え、指掛けまたは紐通し、バンドクリップ通しなどを可能とした。貫通孔は上辺側の他に下辺側にも配設するなど複数箇所に配設してもよい。なお、符号４０は導通用リード線、６０はシール部（熱接着部）、６１は仕切り（熱接着部）を示す。
【００１７】
上記構成により本考案の発光装置１００は、包装袋７０の貫通孔５０に指を掛けて持ち歩ける。また、貫通孔５０を用いて衣服などへ簡単に取り付けできる。さらに、構成が簡単なので低価格で製作できる。さらに、運動靴の舌片部（足の甲部分）に靴紐等を前記貫通孔５０に挿通して結わえられる。これにより人の歩行等で発光装置１００が撓み、屈曲して発電（起電）する。そしてＬＥＤ３０が点滅または短時間連続して発光し、防犯や交通事故防止に役立つ。
【実施例２】
【００１８】
図３は本考案のもう一つの実施例における発光装置２００の背面図、図４は図３の側面図を示す。この場合の発光装置２００も基本的な構成、即ち、圧電フィルムとコンデンサと赤色ＬＥＤとを電気的に結線した状態で透明な樹脂製包装袋内に密閉包装する構成は実施例１に同じとした。指を掛けて持ち歩く、衣服などへ取り付ける等の手段を、貫通孔に代え、帯状のバンド２７０を包装袋の背面に縦方向に配設した。勿論、バンドは横方向に配設してもよいし上辺近傍と下辺近傍の２箇所に配設するようにしてもよい。
【００１９】
上記構成により発光装置２００も手でぶら下げて持ち歩き、その過程で撓ませ発電できる。また、衣服に取り付けて撓ませ、発電し点滅または短時間連続発光させられる。
【実施例３】
【００２０】
図５は本考案のもう一つの実施例における発光装置３００の側面図を示す。この場合の発光装置３００も基本的な構成、即ち、圧電フィルムとコンデンサと赤色ＬＥＤとを電気的に結線した状態で透明な樹脂製包装袋に密閉包装する構成は実施例１に同じとした。指を掛けて持ち歩く、衣服などへ取り付ける等の手段を、貫通孔に代え、樹脂製包装袋が輪を形成するよう樹脂製包装袋の両端の両面にそれぞれ面ファスナーの雄側３８０と雌側３８１を配設した。
【００２１】
上記構成により発光装置３００も輪を作って手でぶら下げて撓ませ、発電できる。また、腕、肘や手首、足首、膝などに巻回して歩行過程で屈曲して発電し、発光体を点滅または連続発光させられる。
【００２２】
なお、上記各実施例の他に、バンドや面ファスナーに代え磁石部材（マグネット）または各種クリップを包装袋の裏面または表面に配設するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本考案装置は手で持ち運びする過程、人体や衣服に取り付けて移動、または運動する過程で撓ませ、ＬＥＤなどを点滅または発光させられる。さらに、運動靴や自転車、鞄類などに取り付け、移動過程で撓みや屈曲を与えてＬＥＤなどを点滅または発光させられる。さらに、センサーとしても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本考案の一実施例における発光装置の正面図
【図２】図１の側面図
【図３】本考案のもう一つの実施例における発光装置の背面図
【図４】図３の側面図
【図５】本考案のもう一つの実施例における発光装置の側面図
【符号の説明】
【００２５】
１    表側包装材
２    裏側包装材
１０  圧電フィルム（圧電体シート）
２０  コンデンサ
３０  発光体（ＬＥＤ）
４０  リード線
５０  貫通孔
６０  シール部（熱接着部）
６１  仕切り（熱接着部）
７０  包装袋
１００、２００、３００  発光装置
２７０  バンド
３８０  面ファスナー（雄側）
３８１  面ファスナー（雌側）
【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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