(57)【要約】  入力機械的動作を受けて電気エネルギーを発生させるための電気エネルギー発生装置を包含する、電気を発生させるためのポータブル機器が提供される。機器は、エンドレス閉ループとして設けられる長尺可撓性部材を有する駆動機構を包含する。長尺可撓性部材の一部分は、ユーザがこの部分を把持して少なくとも３０ｃｍの距離にわたって下向きに引っ張ることができるように露出している。駆動機構は機械的動作を電気発生装置に供給し、長尺可撓性部材を取付要素に対して移動させるようにユーザが長尺可撓性部材に下向きの力を印加することにより、この機械的動作が提供される。電気エネルギー発生装置により発生される電気エネルギーを蓄積するための充電式バッテリがさらに設けられる。取付要素は、使用中に地面に対する懸架位置に機器が支持されることを可能にする。
2021505121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気を発生させるためのポータブル機器であって、
入力される機械的動作を受けて電気エネルギーを発生させるための電気エネルギー発生装置と、
エンドレス閉ループとして設けられる長尺可撓性部材を包含する駆動機構であって、ユーザが前記長尺可撓性部材の一部分を把持して少なくとも３０ｃｍの距離にわたって下向きに引っ張ることができるように前記部分が露出している、駆動機構であり、
前記機械的動作を前記電気発生装置に供給するように構成される駆動機構であって、前記長尺可撓性部材を取付要素に対して動かすように下向きの力を前記長尺可撓性部材に印加するユーザにより、前記機械動作が提供される、
駆動機構と、
前記電気エネルギー発生装置により発生される電気エネルギーを蓄積するように構成される充電式バッテリと、
使用中に地面に対する懸架位置に機器が懸架されることを可能にするように構成される取付要素と、
を包含する機器。
【請求項２】
前記バッテリにより供給される電気エネルギーを受けて光を発するように構成される光源をさらに包含する、請求項１に記載のポータブル機器。
【請求項３】
前記光源が発光ダイオードのアレイを包含する、請求項２に記載のポータブル機器。
【請求項４】
幹線電気供給の停電を検出するとともに前記検出された停電に応じて前記光源を作動させるように構成される幹線供給検出器をさらに包含する、請求項２または３に記載のポータブル機器。
【請求項５】
一つ以上の出力コネクタをさらに包含し、前記出力コネクタの各々が外部出力装置と前記バッテリとの間に電気接続を設けるように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項６】
前記一つ以上の出力コネクタがＵＳＢソケットを包含する、請求項５に記載のポータブル機器。
【請求項７】
ユーザにより提供される入力を受けて前記バッテリにより供給される電力を二つ以上の所定値の間で制御するように構成される制御ユニットをさらに包含する、請求項１から６のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項８】
認証手順に基づいて前記バッテリにより供給される電力を制御するように構成されるセキュリティ装置をさらに包含する、請求項１から７のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項９】
前記セキュリティ装置が入力装置を包含し、前記認証手順が、前記入力装置を介してセキュリティコードが入力されるかどうかを監視することと、前記セキュリティコードが入力された場合に前記バッテリからの電力の供給を可能にすることとを包含する、請求項８に記載のポータブル機器。
【請求項１０】
前記バッテリに蓄積される前記電気エネルギーを監視するとともに、前記監視された電気エネルギーに基づいてバッテリ残余寿命を推定するように構成されるプロセッサをさらに包含し、前記バッテリ残余寿命が、前記バッテリに蓄積された前記電気エネルギーが閾値よりも低下するまでに残っている時間を表す、請求項１から９のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１１】
電子ディスプレイをさらに包含し、前記ディスプレイに信号を提供して前記バッテリ残余寿命を前記ディスプレイに表示させるように前記プロセッサが構成される、請求項１０に記載のポータブル機器。
【請求項１２】
前記電子ディスプレイが数字カウンタを包含し、前記信号が前記数字カウンタに前記バッテリ残余寿命を表示させる、請求項１１に記載のポータブル機器。
【請求項１３】
前記バッテリにより供給されるパワーに従って前記バッテリ残余寿命が計算される、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１４】
ブラケットとループとストラップと壁ブラケットとドア取付部とポール取付部とを包含するグループから前記取付要素が選択される、請求項１から１３のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１５】
取付固定具と係合してポータブル機器を前記懸架位置に支持するように前記取付要素が構成される、請求項１から１４のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１６】
前記長尺可撓性部材がスプロケットベルト、チェーン、ストラップ、またはコードである、請求項１から１５のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１７】
前記露出部分が重力により自由に下垂する、請求項１から１６のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１８】
前記長尺可撓性部材が複数のモジュールから形成され、前記モジュールの各々が駆動面と雄型装着部材と雌型装着部材とを包含し、
前記モジュールの各々について、前記雌型装着部材と反対である駆動面の端部に前記雄型装着部材が設けられ、
前記複数のモジュールのうちの第１モジュールの雄型装着部材が、前記複数のモジュールのうち第２モジュールの雌型装着部材と係合して接続要素を形成するように構成され、
前記第１および第２モジュールの前記駆動面の間に前記接続要素が形成され、
前記駆動機構がさらにスプロケットを包含して、前記スプロケットが、前記モジュールの各々の前記駆動面と結合されるように構成される鋸歯部分を包含し、前記スプロケットがさらに、前記長尺可撓性部材の回転中に前記または各接続要素と結合されるように構成される陥凹部分を包含する、
請求項１から１７のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１９】
前記スプロケットの周長が前記モジュールの各々の長さと等しい、請求項１８に記載のポータブル機器。
【請求項２０】
前記モジュールの各々が第１面と第２面とを包含し、前記第１面が前記第２面と反対であり、前記第１面が前記駆動面を包含し、前記第２面が実質的に平坦である、請求項１８または１９に記載のポータブル機器。
【請求項２１】
前記接続要素が前記第２面より下に延在しない、請求項２０に記載のポータブル機器。
【請求項２２】
制御ユニットとバッテリ保護システムとをさらに包含し、前記制御ユニットが、前記バッテリからの一つ以上の測定量を監視して、前記測定量の各々がそれぞれの所定範囲内にある場合のみ前記バッテリ保護システムへウォッチドッグ信号を出力するように構成され、前記バッテリ保護システムが、前記ウォッチドッグ信号を監視し、前記ウォッチドッグ信号を受けて前記電気エネルギー発生装置から前記バッテリへ供給される電流を制御するように構成される、請求項１から２１のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項２３】
前記一つ以上の測定量が、前記バッテリ温度と前記バッテリでの電位差の一方または各々を含む、請求項２２に記載のポータブル機器。
【請求項２４】
前記制御ユニットがさらに、前記入力機械的動作の規模を表す駆動信号を受信するように構成され、前記制御ユニットが、前記駆動信号が駆動閾値を上回る場合のみ前記ウォッチドッグ信号を出力するように構成される、請求項２２または２３に記載のポータブル機器。
【請求項２５】
外部電源に接続可能な入力コネクタをさらに包含し、前記バッテリがさらに、前記入力コネクタを介して前記外部電源から電気エネルギーを受容するように構成される、請求項１から２４のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項２６】
前記制御ユニットがさらに、前記外部電源により発生される電位差の規模を表す外部パワー信号を受信するように構成され、前記外部パワー信号が入力閾値を上回る場合のみ前記ウォッチドッグ信号を出力するように前記制御ユニットが構成される、請求項２２から２４のいずれかに従属する請求項２５に記載のポータブル機器。
【請求項２７】
前記駆動機構が前記バッテリへの前記電力入力に従って機械抵抗を提供し、前記バッテリへ供給される前記電力を増加させるように、前記入力機械的動作を監視して、前記入力機械動作の増加を受けて前記駆動機構の前記機械抵抗を上昇させるように構成される頻度制御システムを包含する機器である、請求項１から２６のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項２８】
請求項１から２７のいずれか一項に記載の機器と外部電源とを包含し、前記外部電源から電気エネルギーを受容するように前記バッテリが構成される、キット。
【請求項２９】
前記外部電源が光電池を包含する、請求項２８に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺可撓性部材に下向きの力を印加するユーザにより提供される入力機械的動作から電気エネルギーを発生させるためのポータブル機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｄｅｃｉｗａｔｔ  Ｌｔｄ（企業番号０８５８９３５８）から入手可能であって例えば特許文献１に記載されているＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）は、幹線電気を利用できない顧客に照明を提供するように設計されたポータブル電気エネルギー発生機器である。詳しく記すと、ＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）は、発展途上国での有害な石油ランプの使用に置き換わるものと考えられ、このような装置が低コストであることは、その受け入れおよび取り入れにとって重要である。質量体を持ち上げるように長尺可撓性部材をユーザが引っ張ることにより、装置が作動する。それから質量体が重力でゆっくりと降下すると、その重力位置エネルギーが発電機により電気エネルギーに変換される。他の手動式発電機が知られているが、これらの装置は概して、発光出力が低く充電が面倒な仕組みであって、一般的に手動クランクの使用を伴う。例を挙げると、幾つかの発電機は、使用中に片手で保持されて反対の手で操作されるように構成され、これにより手動で提供されうる機械的入力パワーが制限される。
【０００３】
ＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）による電気出力は本質的に、持ち上げられる質量体の重量と、ユーザにより上げられうる高さの両方によって制限される。例を挙げると最近の携帯電話に充電するのに充分な電気エネルギーが出力されるにはこの電気出力をこれらの制限よりも増加させることが望ましい。特に発展途上世界では、オフグリッド市場で石油ランプの使用に対する効果的な代替物を提供しうるように装置をポータブルで低価格にすることも望ましい。本発明では主としてこれらの問題を解決するという状況を設定しているが、その有効性はオフグリッド市場以外にも広がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１６６２３５号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一態様では、電気を発生させるためのポータブル機器が提供され、この機器は、
入力機械的動作を受けて電気エネルギーを発生させるための電気エネルギー発生装置と、
エンドレス閉ループとして設けられる長尺可撓性部材を包含する駆動機構であって、ユーザが長尺可撓性部材の一部分を把持して少なくとも３０ｃｍの距離にわたって下向きに引っ張ることができるようにこの部分が露出し、
電気発生装置へ機械的動作を供給するように構成される駆動機構であって、取付要素に対して長尺可撓性部材を動かすようにユーザが長尺可撓性部材に下向きの力を印加することにより機械的動作が提供される、駆動機構と、
電気エネルギー発生装置により発生される電気エネルギーを蓄積するように構成される充電式バッテリと、
使用中に地面に対する懸架位置に機器が懸架されることを可能にするように構成される取付要素と、
を包含する。
【０００６】
こうして、ＧｒａｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）よりも多くの電気エネルギーを蓄積および送達する一方で主な利点の幾つかを維持できる、電気を発生させるためのポータブル機器が提供される。ＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）が最初に製造された時には、充電式バッテリは想定される市場には高価かつ非効率的過ぎると考えられた。バッテリ技術での最近の生産コスト削減および改良は、これがもはや当てはまらないことを意味している。ＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）と異なり、本発明の機器は、駆動機構の動作により発生される電気エネルギーを保持するのに使用される充電式バッテリを取り入れている。これは、ＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）のケースで可能であるよりも多くの電気エネルギーが蓄積され、結果的に出力されることを可能にする。それゆえこの機器は、幹線電気を利用できないオフグリッド市場において電気を発生させるためのより魅力的な代替物となる。注目されるべきこれらの機器の別の主な相違は、電気エネルギー発生装置を駆動する入力機械的動作が、懸架された質量体を徐々に下降させるのではなく、ユーザにより直接的に提供されることである。これは実際に達成が容易である。
【０００７】
駆動機構は、一般的にスプロケットまたはプーリと係合する長尺可撓性部材の動作により作動する。これは概して、例えば手動クランクよりも人間工学的で操作が容易である。さらに、取付要素を介して機器が懸架されている状態で駆動機構が操作されうるため、そして少なくとも３０センチメートルの距離にわたって露出部分が下向きに引っ張られるため、機械的入力を供給するのに両手が順に使用されうる（両手でたぐる）。重要なのは、幾つかの先行技術のポータブル発電機よりも多くの機械的入力パワーが提供されうることである。例を挙げると、電気エネルギー発生装置を駆動させるのにユーザの手のひらに露出部分の上端部が保持されて少なくとも３０センチメートル下向きに引っ張られるように、充分なアクセスが用意される。その際に露出部分の長さにより、第１の手がループの下端部に届く前に第２の手が露出部分の上端部を把持することが保証される。そして露出部分が第１の手から離れる前に第２の手が上端部に下向きの力を印加し、その間のループの連続動作を維持する。
【０００８】
機器は好ましくは、充電式バッテリにより供給される電気エネルギーを受けて光を発するように構成される光源を包含する。充電式バッテリは幾つかの異なる出力装置を作動させるのに使用されうるが、夜間に光の確実な利用が得られないオフグリッド市場のユーザには光源が特に望ましい。ゆえに機器は、世界の一部での危険な石油ランプへの依存を低下させるのに役立ちうる。我々は、長尺可撓性部材を引っ張ることと光源を起動させることとの間に直感的な結びつきが連想されることも発見した。大半のユーザは光を得るのに手動クランクを回すことよりも長尺可撓性部材を引っ張ることを好むことが、研究から判明している。
【０００９】
入力機械的動作によるものであることから、システムの電気損失が低いことが望ましい。それゆえ光源は好ましくは発光ダイオードのアレイを包含する。このアレイは一つ以上の発光ダイオードを包含しうる。狭い部屋や部屋の一部を数時間照明するように、アレイは充分な高輝度および効率で光を出力しうる。
【００１０】
光源は一般的に機器と一体的に形成される。しかしながら機器の主な利点は、充分な電気エネルギーが蓄積されてから出力されて多数の異なる出力装置にパワー供給することである。それゆえ機器は好ましくは一つ以上の出力コネクタを包含し、出力コネクタの各々は、外部出力装置とバッテリとの間に電気接続を設けるように構成される。各出力コネクタは一般的にソケットを包含する。一つ以上の出力コネクタがＵＳＢソケットを包含しても有利である。これらは一般的に、例えばＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）を使用して（少なくとも長期間にわたって）可能であるよりも高いパワーの電気を出力する。入力パワー要件が異なる可能性のある一定範囲の多様な携帯電話が、ＵＳＢソケットを介して充電されうる。
【００１１】
機器は、オフグリッド市場以外の用途の可能性も有する。例を挙げると、機器はさらに、幹線電気供給の停電を検出するとともに、停電の検出を受けてバッテリから電気エネルギーを供給する（例えば、設けられている場合に光源を作動させる）ように構成される幹線供給検出器を包含しうる。任意であるが、入力電気エネルギーが幹線供給検出器を介してバッテリに提供されうる。停電が検出された時にバッテリが充分に充電されるように、これはバッテリのエネルギー源となる。そして駆動機構の作動により追加の電気エネルギーが手動で入力されうる。
【００１２】
機器は好ましくは、ユーザにより提供される入力を受けて充電式バッテリにより供給される電力を二つ以上の所定値の間で制御するように構成される制御ユニットを包含する。これらの所定値の一つは単純に、電気エネルギーが出力されないゼロワットの値であって、他はこれを超える所定値である。代替的に、ゼロワットを超える範囲の値は制御ユニットを用いて取得されうる。そして低パワー出力をユーザが選択することにより、バッテリにより蓄積される電気エネルギーが閾値よりも低下するまでに残っている時間が延長されうる。
【００１３】
充電式バッテリにより供給される電力を認証手順に基づいて制御するように構成されるセキュリティ装置を機器がさらに包含するというさらなる利点が提供されうる。このようなセキュリティ装置は、認証手順を実行できない人々による機器の無認証使用を防止しうる。これは機器の回避可能な摩耗および断裂を低減させるのに役立ちうる。例を挙げるとユーザが使用に対して「従量課金」制で支払いを行う場合にのみユーザが装置を「ロック解除」しうるように、認証手順が支払い手順と連動してもよい。セキュリティ装置は好ましくはキーパッドのような入力装置を包含し、認証手順は、入力装置を介してセキュリティコードが入力されるかどうかを監視することと、セキュリティコードが入力された場合にバッテリから電力を供給できることとを好ましくは包含する。セキュリティコードは機器の購入者に最初に提供されるか、従量課金制の支払いが行われた後で、例えばＳＭＳメッセージなどデータセルラーネットワークを経由して後で通信される。
【００１４】
機器は好ましくは、バッテリにより蓄積される電気エネルギーを監視するとともに、監視される電気エネルギーに基づいてバッテリ残余寿命を推定するように構成されるプロセッサを包含し、バッテリ残余寿命は、バッテリにより蓄積された電気エネルギーが閾値を下回るまでに残っている時間を表す。この推定は一般的に、監視される電気エネルギーの消費速度と、バッテリにより蓄積されているエネルギーを知るための一つ以上の校正レベルとを基準にして行われる。バッテリにより蓄積される電気エネルギーを計算するため、バッテリへ入力される電気エネルギーも監視されうる。ＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）と異なり、どれほどの長さにわたって機器が電気を発生させ続けるかを、懸架された質量体の高さからユーザが正確に推定することはできないため、（たいていは「充電状態」と呼ばれる）バッテリ残余寿命を推定することが望ましい。この情報は、代わりにプロセッサにより取得および通信されてもよい。プロセッサはマイクロ制御装置を形成しうる。プロセッサは、作動のために（揮発性および不揮発性メモリなどの）メモリと一つ以上のマイクロプロセッサも備えうる。
【００１５】
機器は好ましくは電子ディスプレイをさらに包含し、プロセッサはディスプレイへ信号を提供してディスプレイにバッテリ残余寿命を表示するように構成されている。機械的動作の入力をユーザに促して電気的に接続された何らかの出力装置へバッテリが電気エネルギーを供給し続けるように、瞬時フィードバックをユーザに提供しうると有利である。光源からの有効な電気出力の延長に関して長尺可撓性部材の１回ごとの引張りが寄与することにユーザも気付くだろう。一般的に電子ディスプレイは数字カウンタを包含し、信号は数字カウンタにバッテリ残余寿命を表示させる。例を挙げると、バッテリ残余寿命は分および／または時間に関して表現されうる。バッテリ残余寿命は一般的に、バッテリにより供給されるパワーに従って計算される。任意でバッテリ残余寿命を計算するのにクーロン計数プロセスが使用されうるが、理論上は内部インピーダンスまたは電圧測定値の推定が代わりに使用されてもよい。
【００１６】
一般的に取付要素は、ブラケットとループとストラップと壁ブラケットとドア取付部とポール取付部とを包含するグループから選択される。取付要素は、取付固定具と係合して機器を懸架位置に支持するように構成されうる。最も一般的には、取付固定具は、スクリュフックなどのフックを包含する。取付固定具は従来、懸架位置で木製の梁などの支持体に装着されうる。機器は幾つかの異なる物品から懸架されて、ユーザにより、例えばその衣服に装用されることも可能である。
【００１７】
長尺可撓性部材はエンドレス閉ループとして設けられる。ゆえに単一方向でのループの継続的回転により、運動エネルギーが電気エネルギー発生装置へ入力されうる。最も一般的には、長尺可撓性部材はスプロケットベルト、チェーン、ストラップ、またはコードである。入力される機械的動作は、ユーザの手により長尺可撓性部材に直接印加される。長尺可撓性部材を駆動させるためのギヤのような別の補助器具は必要ない。それゆえ露出部分は一般的に、重力により自由に下垂する。さらに、入力機械的動作を供給する時には、少なくとも３０ｃｍ、好ましくは少なくとも５０ｃｍの距離にわたって露出部分が下向きに引っ張られる。こうして両手でたぐる動作が充分に利用できる。長尺可撓性部材は把持要素を包含しうる。大きな下向きの力がより楽に長尺可撓性部材へ印加されうるように、把持要素はユーザの手に把持されうる。それゆえ各把持要素は一般的にユーザの手の平にフィットする。
【００１８】
長尺可撓性部材が複数のモジュールを包含すると特に利点が得られ、各モジュールは駆動面と雄型装着部材と雌型装着部材とを包含し、各モジュールについて、雌型装着部材と反対にある駆動面の端部に雄型装着部材が設けられ、複数のモジュールのうちの第１モジュールの雄型装着部材が複数のモジュールのうちの第２モジュールの雌型装着部材と係合して接続要素を形成するように構成され、第１および第２モジュールの駆動面の間に接続要素が形成され、駆動機構はさらにスプロケットを包含し、スプロケットは、各モジュールの駆動面と結合するように構成される鋸歯部分を包含し、スプロケットはさらに、長尺可撓性部材の回転中に各接続要素と結合するように構成される陥凹部分を包含する。この方式で複数のモジュールから長尺可撓性部材を組み立てることにより、用途に応じて長尺可撓性部材の露出部分の長さが所望通りに延長または短縮されうる。モジュールはまた、摩耗または破損した際に単独で交換されうる。
【００１９】
長尺可撓性部材の回転中に接続要素とスプロケットとの間の接触が駆動面を鋸歯部分から解離させるような形状をスプロケットが持ちうると有利である。例を挙げると、スプロケットの周長は各モジュールの長さと等しくてもよい。一般的にこの事例では陥凹部分がスプロケットに一つのみ設けられる。大型のスプロケットが望ましい場合には、陥凹部分が多数設けられうる。
【００２０】
各モジュールが第１面と第２面とを包含することが特に望ましく、第１面は第２面と反対であり、第１面は駆動面を包含して第２面は実質的に平坦である。好ましくは、やはり接続要素が第２面より下に延在していない。こうして、第２面から突出する特徴の移動のためにスプロケットの周りに空領域を残す必要がないので、機器の設置面積が縮小されうる。
【００２１】
一般的に、駆動機構は、スプロケットに加えて一つ以上の挟持要素を包含し、各挟持要素は長尺可撓性要素をスプロケットに押圧するように構成される。例を挙げると、各挟持要素は、スプロケットの方向に各モジュールの第２面へ圧力を加えるように構成されうる。こうして一つ以上の挟持要素は駆動面と鋸歯部分との間の相互係合を維持しうる。さもなければ、張力を受けていない時には特に長尺可撓性部材がスプロケットから解離されるので、これは有益である。各挟持要素は一般的にローラを包含する。
【００２２】
機器は好ましくは、制御ユニットとバッテリ保護システムとをさらに包含し、制御ユニットは、バッテリからの一つ以上の測定量（例えばバッテリ温度および／またはバッテリの電位差）を監視して、各測定量がそれぞれの所定範囲内にある場合のみバッテリ保護システムへ「ウォッチドッグ信号」を出力するように構成される。ゆえにウォッチドッグ信号は、機器が正しく機能しているかどうかを指示しうる。例を挙げると、所与の測定量がこの測定量についての特定の閾値を上回るか下回る場合にのみ、ウォッチドッグ信号が出力されうる。バッテリ保護システムは、ウォッチドッグ信号を監視し、このウォッチドッグ信号を受けて電気エネルギー発生装置からバッテリへ供給される電流を制御するように構成されうる。例を挙げると、バッテリ保護システムは、バッテリ保護システムによりウォッチドッグ信号が検出されるとバッテリを充電するのに充分な電流のみがバッテリに提供されるように、電気エネルギー発生装置とバッテリとの間に電気的に接続される可変レジスタを制御しうる。それゆえバッテリ保護システムは、バッテリの温度または充電状態が、安全であると見なされる所定値を上回った場合にさらなる電流がバッテリへ入力されるのを防止しうるので、有利である。それゆえバッテリの故障が回避されうる。制御ユニットはさらに、入力機械的動作の規模を表す駆動信号を受信して、この駆動信号が例えばメモリに記憶される駆動閾値を上回る場合のみウォッチドッグ信号を出力するように構成されうる。これは、入力機械的動作が駆動機構に提供される間のバッテリの不要な放電を防止できる。
【００２３】
充電式バッテリの存在は、ＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）で利用可能であったもの以外に可能な他の機器動作モードを可能にする。例を挙げると、機器はさらに、外部電源に接続可能な入力ソケットを一般的に包含する入力コネクタを包含し、バッテリはさらに入力コネクタを介して外部電源から電気エネルギーを受容するように構成される。それゆえユーザが駆動機構を作動させる必要なくバッテリが充電されうると有利である。
【００２４】
制御ユニットは好ましくは、外部電源により発生される電位差の規模を表す外部電力信号を受信するように構成され、制御ユニットは好ましくは、外部電力信号が入力閾値を上回る場合のみウォッチドッグ信号を出力するようにさらに構成される。やはり好ましくは、バッテリへの電力入力に従って駆動機構は機械抵抗を提供する。例を挙げると、バッテリへの電力入力に従って機械抵抗は（例えば線形に）増減しうる。機器は好ましくは、バッテリへ供給される電力を増加させるように入力機械的動作を監視して入力機械的動作の増加を受けて駆動機構の機械抵抗を上昇させるように構成される頻度制御システムをさらに包含する。こうして（長尺可撓性部材を含む）駆動機構を高い速度で回転させる必要なく、駆動システムへ大きな機械的パワーを印加することにより、ユーザはバッテリへ高い電力を入力することが可能になる。これは実際に、両手でたぐり寄せる動作を用いてエネルギーを入力する時には特に、ユーザにとって達成が容易である。頻度制御システムは同じく、入力機械的動作の減少を受けて駆動機構の機械抵抗を低下させるように構成されうる。これにより、高い機械的入力を提供できないユーザは、それでもバッテリを充電するため駆動機構を回転させて電気エネルギーを発生させることが可能である。
【００２５】
外部電源は好ましくは光電池を包含する。ゆえにソーラーエネルギーは、バッテリにより蓄積されて光源に送達される電気エネルギーに変換されうる。最近の技術的進歩により光電池のコストが著しく低減され、発展途上世界での使用を目的とする機器との組み合わせでの使用が、ＧｒａｖｉｔｙＬｉｇｈｔ（商標）が最初に考案された時よりも実行可能な選択肢となっている。
【００２６】
本発明の第二および第三の態様がこれから記載される。これらは第一の態様に関連して記載された利点を共有し、さらに上述の特徴のいずれかを包含しうる。
【００２７】
本発明の第二の態様では、第一の態様の機器と外部電源とを包含するキットが設けられ、充電式バッテリは外部電源から電気エネルギーを受容するように構成される。
【００２８】
本発明の第三の態様では、スプロケットと複数のモジュールとを包含する駆動機構が設けられ、複数のモジュールは、一緒に接続されて閉ループの形の長尺可撓性部材を形成するように構成され、各モジュールは、駆動面と雄型装着部材と雌型装着部材とを包含し、各モジュールについて、雄型装着部材は雌型装着部材と反対にある駆動面の端部に設けられ、複数のモジュールのうちの第１モジュールの雄型装着部材は複数のモジュールのうちの第２モジュールの雌型装着部材と係合して接続要素を形成するように構成され、接続要素は、第１および第２モジュールの駆動面の間に形成され、スプロケットは、各モジュールの駆動面と結合するように構成される鋸歯部分を包含し、スプロケットはさらに、スプロケットの周りでの長尺可撓性部材の回転中に各接続要素と結合するように構成される陥凹部分を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
さて添付図面を参照して本発明の実施形態について記す。
【図１】一実施形態による機器の正面図である。
【図２Ａ】異なる実施形態による取付部を備える機器の側面図である。
【図２Ｂ】異なる実施形態による取付部を備える機器の側面図である。
【図２Ｃ】異なる実施形態による取付部を備える機器の側面図である。
【図２Ｄ】異なる実施形態による取付部を備える機器の側面図である。
【図３Ａ】スプロケットに巻かれたモジュール式長尺可撓性部材を包含する駆動システムの斜視図である。
【図３Ｂ】一実施形態による長尺可撓性部材のモジュールの正面図である。
【図３Ｃ】一実施形態による長尺可撓性部材のモジュールの側面図である。
【図４】複数の外部装置のいずれかを備える一実施形態による機器使用の図である。
【図５】一実施形態による機器のコンポーネントの概略図である。
【図６Ａ】一実施形態による電気エネルギー発生装置を包含するアセンブリの分解図である。
【図６Ｂ】一実施形態による電気エネルギー発生装置を包含する組立済みアセンブリの斜視図である。
【図７】バッテリ残余寿命と機械的入力との間の関係を示すグラフである。
【図８】一実施形態による一連の充電放電サイクルを示すグラフである。
【図９】一実施形態によるバッテリ管理システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
電気を発生させるためのポータブル機器１０の正面図が、図１に示されている。ハウジング１は頑丈なプラスチック材料で製造される二つの部品から形成される。二つの部品はハウジング１の前後「半分」を形成し、前半分が図１に図示されている。
【００３１】
機器１０は、ハウジング１に格納されるギヤシステムを包含する駆動機構３０（図５に図示）を包含する。ギヤシステムは、プーリ構成で長尺可撓性部材８に結合される。長尺可撓性部材８の露出部分は、図１に示されているように、重力によりハウジング１より下に自由に下垂している。長尺可撓性部材８はエンドレス閉ループとして設けられ、ループの上端部はハウジング１内に格納され、下端部は露出部分に形成されている。露出部分の各側は図１に示されているようにユーザに把持されてから少なくとも３０ｃｍの距離にわたって下向きに引っ張られて、機器１０へ機械エネルギーを入力する。しかしながら機械エネルギーは一般的に、単一方向でのループの継続的な回転により入力される。ゆえに両手が連続的に用いられ（両手でたぐって）、効率的な方式で機械的入力を供給する。
【００３２】
入力機械的動作は、ハウジング１の内側に設けられる発電機３２（図５に図示）へギヤシステムを介して伝達される。発電機３２は、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する交流発電機を形成する。そしてこの電気エネルギーが整流電圧調整器３４を介して充電式バッテリ３２に供給され、電位エネルギーとして蓄積される。充電式バッテリ３６は一般的に、１８６５０または２６６５０バッテリなどの軽量リチウムバッテリである。システムの効率損失は一般的に、ユーザにより提供される２０ワットの機械入力が、バッテリ３６へ供給されるおよそ１６ワットの電力に相当することを意味する。
【００３３】
図１に示されているように、９個の高光度ＬＥＤ（発光ダイオード）２によるアレイの形の光源がハウジング１の中央上方領域内に配設される。ハウジング１の前半分の前面は、ＬＥＤ２により発せられる光がハウジング１の前部から拡散できるように主として半透明材料で形成される。ハウジング１の前部を通してＬＥＤ２により発せられる光を付加的に反射するように、ハウジング１の内側に反射面が配置されうる。
【００３４】
バッテリ３６（図５に図示）により電気エネルギーがＬＥＤ２に提供される。長尺可撓性部材８を１回引っ張ると、３０秒間、およそ５０ルーメンの光でＬＥＤ２を３０秒間点灯させるのに充分な電気エネルギーを発生させうる。大部分の人にとって長尺可撓性部材８を引っ張ることと光を発生させることとの間には直感的な結びつきがあることを我々は発見した。これは、例えば手動クランクの操作よりも人間工学的かつ効率的な、機械エネルギーをシステムへ入力するための手法でもある。
【００３５】
機器１０は、機械による補助を伴わずにユーザにより持ち出されて運ばれるという点でポータブルである。例を挙げると、機器１０は一般的に２ｋｇ未満、より一般的には１ｋｇ未満の重量である。機器１０は、地面に対する上方位置に機器１０を懸架するための取付部を包含する（例えば、地表面または機器１０が取り付けられる部屋の床に対して上方にある）。こうして、ＬＥＤ２から周囲の部屋への最適な光分散を可能にするとともに、長尺可撓性部材８が操作される領域を設ける。考えられる多様な取付部が図２Ａ〜２Ｄに図示されている。図２Ａの実施形態では、ハウジング１に接続されるストラップ１２を使用してフックから機器１０が懸架される。図２Ｂの実施形態でハウジング１は壁取付部１４を介して壁に結合される。図２Ｃの実施形態で、機器１０はドア取付部１６を介してドアフレームに取り付けられる。最後に、図２Ｄの実施形態で機器１０はポール取付部１８を介してポールに結合される。機器１０は充電されると取付部から持ち上げられることにより、ポータブルランタンとしての使用を可能にすると有利である。さらなる実施形態において、取付部はハウジング１の一部を形成するブラケットまたはループを包含しうる。機器１０は、支持構造に固定されるフック（例えばスクリュフック）との係合により、木製支柱などの支持構造に取り付けられうる。使用中に手で保持される幾つかの手動操作式電気エネルギー発生器と異なり、取付部は、機械エネルギーを入力する時にユーザが両手を用いることを可能にする。これは使い勝手が良く、大きな入力の達成を可能にする。
【００３６】
５個の制御ボタン６，９（図１に図示）のセットを包含する制御ユニットが、ＬＥＤ２より下でハウジング１０の前部に設けられる。マスタ制御ボタン９は、電力がバッテリ３６から供給されるか否かを制御するようにＯＮ状態とＯＦＦ状態との間で機器１０を切り換えるように操作されうる。ＯＦＦ状態が選択されると、バッテリ３６に蓄積された残余電気エネルギーが後の使用のため保持されうる。マスタ制御ボタン９は４個の輝度制御ボタン６を２対に分ける。最も左の輝度制御ボタン６は、ＬＥＤ２が常夜灯になるようにＬＥＤ２の輝度を１０ルーメンまで低下させる。その右にある残りの輝度制御ボタン６の各々は、最も右の輝度制御ボタン６の操作により行われる最大４０ルーメンまで輝度をさらに連続して上昇させる。
【００３７】
最も右の輝度制御ボタン６の操作により、充電式バッテリ３６は最も高速で放電する。輝度制御ボタン６により達成される輝度値の一つはおよそ１：６０の入出力比を必要とし、１秒間引っ張られるたびに１分間の光が得られることに相当し、１分間では１時間になることを意味する。これはユーザに容易に理解可能である。
【００３８】
代替的実施形態では、前に記した５個の制御ボタン６，９の代わりに単一の多機能制御ボタンがモーメンタリ動作スイッチの形で設けられうる。これはマスタ制御ボタン９に代わって中央に配設されうる。多機能制御ボタンにより提供される特定の機能は、このボタンが押下される時間の長さに従ってユーザにより選択されうる。例を挙げると、ボタンが短い期間（例えば０．５秒未満）押下された場合、これはＬＥＤ２をオンとオフのいずれかにしうる。ボタンが長い期間（例えば０．５と２秒の間）押下された場合、これは四つの所定値の間でＬＥＤ２の輝度を上昇または低下させうる。複数の出力装置が（例えば図４に示されているような）機器１０に接続される場合には、各出力装置を順番に選択するため多機能制御ボタンはさらに長い期間（例えば２秒以上）にわたって押下されうる。ゆえに各出力装置へ供給される電力は多機能制御ボタンを用いて単独で制御されうる。こうして照明とバッテリ資源とを制御するための単純で使い勝手の良いインタフェースが得られる。
【００３９】
機器１０はさらに、機器１０の無認証使用を防止するためのセキュリティ装置を包含する。セキュリティ装置はハードウェアとソフトウェアとの混合を包含する。図の実施形態において、セキュリティ装置は制御ボタン６，９を用いて操作される。しかしながら任意で専用のキーパッドが設けられてもよい。セキュリティコードを入力する認証手順の間に、ユーザはセキュリティ装置を操作しうる。セキュリティコードが正しく入力されると、例えば少なくとも所定期間、ＬＥＤ２への電力の供給を許可することにより、セキュリティ装置が機器１０の使用を可能にする。これは機器１０の摩耗および断裂を低減させるために望ましい。セキュリティコードがＳＭＳメッセージを介してユーザへ供給され、そして機器１０の使用が例えば従量課金制で認証されてもよい。
【００４０】
図３Ａ〜３Ｃに示されているさらなる実施形態では、一緒に接続されるモジュール１１から長尺可撓性部材が形成される。こうしてユーザの要件に適応するように露出部分の長さを変更することが可能である。さらに破損または摩耗の場合の容易な修理を促進する。各モジュール１１は、スプロケット２９の鋸歯部分１７と係合して、モジュール１１に印加される下向きの力を受けてスプロケット２９の回転を生じさせるように構成されるリブ付き駆動面２７を包含する。
【００４１】
図３Ｂおよび３Ｃに示されているように、モジュール１１は、駆動部分２７の両端部に設けられる雄型および雌型装着部材１９，２１を使用して一緒に装着される。雄型装着部材１９の各々はフックを包含し、一方で各雌型装着部材２１はそれぞれループを包含する。所与のモジュール１１の雄型装着部材１９は、（例えば駆動部分２７の長さおよび可撓性に応じて）同じモジュール１１の雌型装着部材２１と係合するように構成されうる。しかしながら、図３Ａに示されているように複数のモジュール１１は一般的に相互接続される。ゆえに第１モジュールの雄型装着部材１９は第２モジュールの雌型装着部材２１に装着され、第２モジュールの雄型装着部材１９は第３モジュール等の雌型装着部材２１に装着されうる。一般的に３個以上のモジュール１１が設けられる。図３Ａには４個の相互接続モジュール１１が示されているが、追加モジュール１１を加えるか取り外すことによりループの露出部分の長さが調節されうる。
【００４２】
相互接続された時に、雄型および雌型装着部材１９，２１は、駆動部分１１の端部に配設される接続要素１３を形成する。接続要素１３はユーザによる長尺可撓性部材の容易な把持を可能にする形状であり、これによりユーザはより大きな下向きの力を駆動機構に発生させることができる。スプロケット２９は、接続要素１３と係合するように構成される陥凹部分１５を包含する。図３Ａから分かるように、陥凹部分１５の存在によりスプロケット２９は非円形の輪郭を備える。陥凹部分１５は、スプロケット２９を中心とする回転の間に接続要素１３を格納するような形状を持つ。それゆえ長尺可撓性部材の回転中に、モジュール１１の駆動面２７の少なくとも一部は鋸歯部分１７と常に係合状態にある。
【００４３】
図３Ａの実施形態では陥凹部分１５が一つのみ設けられている。それゆえ長尺可撓性部材の回転中に各接続要素１３が適切な位置で陥凹部分と係合することを保証するため、各モジュール１１の長さがスプロケット２９の周長に等しくなるように選択される。スプロケットの周りに多数の陥凹部分が設けられる場合には、各モジュールの長さは各陥凹部分の間の弧長に等しい。
【００４４】
各モジュール１１は、第１面２３と第２面２５とを包含し、第１面２３は第２面と反対の方向を向いている。駆動面２７は第１面２３に設けられる。図３Ｃに示されているように、モジュール１１が緊張状態である時に第２面は実質的に平坦である。対照的に、駆動面２７のリブと雄型装着特徴１９と雌型装着特徴２１はそれぞれ第１面２３から突出している。その結果は、モジュール１１がスプロケット２９の周りを進む際に、スプロケット２９の周りに空の「部分的間隙領域」を残して第２面２５から突出する特徴の移動を可能にする必要がないことである。それゆえスプロケット２９はハウジング１内の他のコンポーネントとより密接に一体化され、そして機器１０の全体サイズが縮小されうる。
【００４５】
機器１０の特別な長所は、充分な電気エネルギーが蓄積され、続いてバッテリ３６により送達されて、複数の異なる外部出力装置へ同時に動力を供給する可能性があることである。バッテリ３６から携帯電話２２（スマートフォンなど）とラジオ２４と外部照明装置２６へ電気エネルギーが供給されることを示す図４には、このような外部出力装置の幾つかの例が示されている。さらなる利点は、外部電源により追加の電気エネルギーがバッテリ３６へ供給されうることである。図４は、バッテリ３６へ電気エネルギーの供給を行う光電池２０の形の外部電源を図示している。これはユーザが駆動機構を手動で作動させる必要がある頻度を減少させるのに役立ち、日中にバッテリ３６に充電するための有効な仕組みとなるので有利である。一般的にソケットを包含する機器１０の入力コネクタを介して光電池２０がバッテリ３６に電気的に接続される。
【００４６】
バッテリ３６は、プリント回路基板（ＰＣＢ）５０を介して設けられるＬＥＤ２と外部出力装置とに電気的に結合される。その概略的な例が図５に示されている。電子プロセッサ３８は、バッテリ３６により蓄積される電気エネルギーを監視するとともに、監視される電気エネルギーに基づいてバッテリ残余寿命を推定するように構成される。バッテリ残余寿命（または「充電状態」）は、バッテリ３６により蓄積される電気エネルギーが閾値を下回るまでに残っている時間を表す。閾値は、有効な電気出力がもはや提供されなくなるリミットを表し、一般的にはバッテリ３６の総容量のおよそ１５％である。この閾値に達してＬＥＤ２が自動的に消灯した時に、機器１０は電気エネルギーの出力を停止する。バッテリ３６に蓄積されたエネルギーが最初に閾値を下回っている場合でも、入力機械的動作が供給されるとすぐにＬＥＤ２が点灯するように、バッテリ３６が閾値を下回る電気エネルギーを保持すると有利である。それゆえ長尺可撓性部材８の操作により瞬間電気出力が達成されうる。任意であるが、バッテリ３６により蓄積されるエネルギーが閾値を下回った時でも、制御ユニットの操作によりバッテリ３６がＬＥＤ２（または設けられる他の出力装置）に、所定期間（例えば１０秒）にわたってパワー供給する。これは緊急照明機能となりうる。
【００４７】
クーロン計数として知られるプロセスを取り入れることによって、プロセッサ３８によりバッテリ残余寿命が推定されうる。その一例が図８を参照して後で記載される。そしてプロセッサ３８は、電子ディスプレイ４へ信号を送ってバッテリ残余寿命を動的に表示するように構成される。ディスプレイ４は、ユーザに視認可能となるようにハウジング１の前面に投影される。こうして、機械的動作をさらに入力することを促す簡単なフィードバックをユーザに提供して機器１０からの継続的な電気出力を保証すると、有利である。またユーザは、ＬＥＤ２からの有効電気出力の延長に関して長尺可撓性部材８の１回の引っ張りが寄与することにも気付きうる。ＬＥＤ２が消灯するまでの残り時間を分および／または時間で表示する３桁で７セグメントの数字カウンタが、ディスプレイ４に設けられる。図１は、分単位で表示されるバッテリ残余寿命を図示している。一般的に、長尺可撓性部材８が最後に操作されてから所定の時間で、例えば最後に引っ張られてから５秒で、ディスプレイ４が消灯する。任意であるが、電気エネルギーがバッテリ３６へ供給されている間にディスプレイ４が充電率を表示してもよい。ディスプレイ４はさらに、合図（一般的には「引っ張る」または「支払う」のような語）を出力して、タスクを実施する、例えば長尺可撓性部材を引っ張るかセキュリティコードを入力するようにユーザを促してもよい。
【００４８】
ＰＣＢ５０はさらに、バッテリ３６と携帯電話２２などの外部出力装置との間に電気接続を設けるためのＵＳＢソケット４０など、一般的にはソケットの形の一つ以上の出力コネクタを包含しうる。そして適切な電流が、一般的には５００ｍＡまたは９００ｍＡで携帯電話２２へ供給される。ＰＣＢ５０を介して光電池２０からバッテリ３６へ電気エネルギーが伝達されてもよい。
【００４９】
さらなる実施形態において、機器は、（一般的には変圧器を介して）プロセッサを幹線電気供給源との電気接続状態にするための幹線供給接続を包含しうる。プロセッサは、電位差など、幹線供給源により提供される電気信号を監視して、幹線供給パワーの不具合の場合にはＬＥＤ２を作動させる。任意であるが、この接続を介してバッテリ３６へ電気エネルギーが提供されうる。
【００５０】
「スマーター製品」に対する需要が高まっており、そのため製造者、製品設計者、そしてそのパートナーはこれらの影響を考慮に入れることができる。それゆえプロセッサ３８は使用情報を収集および蓄積し、充電のために携帯電話２２が接続された時にこのデータを携帯電話２２へ伝達しうる。そしてこのデータは、携帯電話２２から、可能であればインターネット接続を用いて、またはＳＭＳにより、分析のため遠隔サーバへ無線で伝達されうる。例を挙げると、過充電時間が記録されてサーバへ通信される。装置１０が故障した場合には、これは有効な情報となりうる。
【００５１】
プロセッサ３８は、バッテリ３６から、ＬＥＤ２と、接続された外部出力装置とに送達される電気エネルギーを制御しうる。例を挙げると、最低の引っ張り速度が設定されるので、長尺可撓性部材８がこの速度を超えて引っ張られた場合にのみ電気エネルギーがバッテリ３６により提供される。これは実際には、発電機３２の電圧が閾値を超えた場合にのみバッテリ３６から出力装置へ電気エネルギーが提供されるのを保証することにより達成されうる。同様に、バッテリ３６からの電気出力は、バッテリ残余寿命に従ってプロセッサ３８により制御されうる。例を挙げると、長尺可撓性部材８が最低引っ張り速度を上回る速度で一度引っ張られてバッテリ３６に蓄積された電気エネルギーがＬＥＤ２へのパワー供給のための閾値よりも高くなった場合に、ＬＥＤ２は、制御ユニットにより可能となる最も暗い設定で点灯する。駆動機構３０を介してより多くの機械的エネルギーが供給され、バッテリ３６に蓄積された電気エネルギーが結果的に所定量だけ上昇した場合には、予め選択された輝度設定までＬＥＤ２の輝度が上昇しうる。
【００５２】
プロセッサ３８はさらに、長尺可撓性部材８の引っ張りが強過ぎて入力パワーが閾値を超えた時にこれを検出するように作動可能である。その際には警告灯が点灯するか対応のメッセージが出力されてユーザに警告し、それに従って機械的入力を減少させる。例を挙げると、発電機からのピーク電圧出力が２０ボルトを超えたと検出された場合にこれが発生しうる。任意であるが、駆動機構により提供されるパワーが閾値を超えた場合に発電機３２をバッテリ３６から機械的または電気的に解離させるために過負荷保護機構が設けられてもよい。適当な過負荷保護機構の例は、国際公開第２０１５／１６６２３５号と国際公開第２０１４／１９５６８１号に記されている。
【００５３】
一実施形態による機器の一部を形成するアセンブリ６０の分解図が、図６Ａに示されている。組立後のアセンブリ６０が図６Ｂに示されている。アセンブリ６０はハウジング１の中に配設され、発電機取付部６３に取り付けられる発電機７２を包含する。スプロケット２９は、シャシ６５によりハウジング１の中に支持される。図３Ａを参照してすでに記載したスプロケット２９の鋸歯部分１７と陥凹部分１５とが図６Ａで確認できる。ローラ６８の形の二つの挟持要素は、それぞれの旋回点６９でシャシ６５に取り付けられる。これらのローラ６８は、スプロケット２９の周りでの回転の間に長尺可撓性部材の第２面２５をスプロケット２９に押圧するように配置されている。図示されていないが、ユーザによりスプロケット２９の軸線を中心として１８０°にわたってハウジングへ手動で給送される長尺可撓性部材を誘導するように構成される誘導部材（一般的には湾曲壁）によって、シャシ６５が包囲される。これは長尺可撓性部材をスプロケット２９と係合させ、長尺可撓性部材の交換を容易にする。
【００５４】
発電機７２とスプロケット２９との間に配置される発電機ギヤ６２を包含する高ステップアップ比ギヤ列を介して、入力機械的駆動力がスプロケット２９から発電機７２に結合される。シャシ６５はさらに充電式バッテリ７６を支持する。上記のようにディスプレイと制御ユニットとを包含するユーザインタフェースモジュール６７へ電気出力を提供するためのＰＣＢ７１が設けられる。
【００５５】
図７は、左側に示された、（１０，１５，２０，２５ワットのパワーのいずれかでの）累積機械的入力が行われる時間の長さと、右側に示された、この機械的入力により提供されるエネルギーの結果としてＬＥＤ２がバッテリ３６により点灯状態となる時間の長さとの関係を図示するグラフを示す。例を挙げると、図７は、ＬＥＤ２を１０ルーメンで８時間点灯させ続けるのに充分な電気エネルギーが２０ワットでの２分の機械的入力から発生されることを示している。図７はさらに、１５ワットでの１６分の機械的入力が、４５ルーメンで１２時間、１００ルーメンで約５時間、そして１８０ルーメンで３時間、ＬＥＤ２を点灯したままにするのに充分であることを示している。
【００５６】
幾つかの実施形態では光源は設けられない。代わりに、機器は単にバッテリに充電するか一つ以上の他の出力機器へ電力を提供するのに使用されうる。図７の左側は、機器１０を使用して、スマートフォンまたは「バーフォン」と呼ばれる旧型の携帯電話のバッテリを充電容量レベルの半分まで充電するのに充分な電気エネルギーを発生させるためにユーザが機械的入力を提供する必要がある時間を表す。例を挙げると、図７は、スマートフォン２２のバッテリを０％から５０％充電する（つまり１時間あたり４ワットの充電を提供する）のに充分な電気エネルギーが、２０ワットで１２分の機械的入力により発生されることを示している。同様に、バーフォン２２のバッテリを０から５０％まで充電する（つまり１時間あたり２ワットの充電を提供する）には、２０ワットで６分の機械的入力が必要である。
【００５７】
図８は、一実施形態による、バッテリ残余寿命を計算するための一連の充電放電サイクルを図示するグラフを提示している。縦座標のｙ軸は、バッテリにより蓄積される電気エネルギーを総容量のパーセンテージで表す。これは「充電」と呼ばれる。横座標のｘ軸は経過時間を表す。これら２本の軸は一定縮尺で示されているわけではない。グラフ内の各上向き変化はバッテリ３６に提供される入力電力を表すのに対して、各下向き変化はバッテリ３６により提供される出力電力出力を表す。これらの変化の勾配はパワー入力または出力の規模を表す。
【００５８】
プロセッサ３８は、バッテリ３６の充電が上方校正レベル８２または下方校正レベル８３である時にその充電を監視することのみが可能である。図の実施形態において、上方校正レベルは８５％であるのに対して、下方校正レベルは１５％である。下方校正レベル８３から始まって、プロセッサ３８は０（例えば０秒）のバッテリ残余寿命を出力する。最後に電気エネルギーが下方校正レベルにあるものとして検出されてからのバッテリ３６への電気エネルギー入力に基づいて、プロセッサ３８は、バッテリ３６により蓄積された下方校正レベル８３を超える電気エネルギーを監視する。ゆえにこのパラメータを使用して、そしてバッテリにより供給される瞬間電力を監視することにより、バッテリ残余寿命が計算されうる。代替的に、上方校正レベル８２から始めて、プロセッサ３８は、下方校正レベルを超えるバッテリ３６により蓄積された総エネルギーをメモリから参照してもよい。その際には、バッテリ３６により供給される瞬間電力でこのエネルギーを割ったものとしてバッテリ残余寿命が計算されうる。バッテリ残余寿命は周期的に再計算され、結果がディスプレイ４へ出力される。
【００５９】
しかしながら、機器１０への設置時に、バッテリ３６は一般的に上方および下方校正レベルの間の充電レベルを有する。このレベルで、プロセッサ３８は、充電が上方および下方校正レベルの間であることを検出しうるが、しかしながらバッテリ３６に蓄積された実際の電気エネルギーを検出することはできない。それゆえ、バッテリ残余寿命の推定を求めるため、初期化手順が実施される。この手順の最初に、バッテリ残余寿命はゼロであると推定される。入力機械的動作が駆動機構に加えられるたびに、プロセッサ３８はバッテリ３６への電気エネルギー入力を監視し、前と同様にバッテリ３６からの電力出力からバッテリ残余寿命を計算する。しかしながら、バッテリ３６は初期充電レベルを下回る漸増量で放電されるため、各充電放電サイクルの間で開始充電量が継続的に低下する。バッテリ３６による総電気エネルギー出力がバッテリ３６への総電気エネルギー入力と等しい時に、プロセッサ３８は、この初期充電レベルに達したことを検出する。任意であるが、この付加的な放電期間を考慮してバッテリ残余寿命の推定値に公差が含まれてもよい。上方または下方校正レベル８２，８３が何らかの段階に達したことをプロセッサ３８が検出した場合に、初期化手順が終了し、前述のようにバッテリ残余寿命が計算される。
【００６０】
例を挙げると、図８は、製造時に、バッテリ３６はおよそ５０％の充電量であることを示している。この充電量は、第１充電放電サイクル８０が実施されるまでゆっくりと低下する。充電レベルをおよそ１０％上昇させるように、第１充電放電サイクル８０の開始時には比較的小さい機械的入力が行われる。バッテリ３６は、最初に高輝度で、それから低輝度でＬＥＤ２にパワー供給するように作動し、その結果、充電プロフィールには二つの異なる下向き勾配が生じる。（「開始点」に達した時に）第１充電放電サイクル８０の終了まで、プロセッサ３８は、第１充電放電サイクル８０の間のバッテリ３６への電気エネルギー入力を超えるさらなる量の電気エネルギーをＬＥＤ２へ供給する。結果的に、ＬＥＤ２は追加時間（例えば分）にわたって点灯したままとなり、こうして設置時にバッテリ３６により最初に蓄積されていた電気エネルギーの一部を利用する。
【００６１】
それから、第１充電放電サイクル８０とその後に実施される第２充電放電サイクル８１との間で時間が経過する。第２充電放電サイクル８１の開始時には、充電レベルを約２０％上昇させるように比較的大きな機械的入力が提供される。第２充電放電サイクル８１の開始時には携帯電話２２も最初に機器１０に接続されるので、最初に充電量が高い速度で減少する。第２充電放電サイクル８１中のバッテリ３６への電気エネルギー入力のおよそ半分が消費されると、携帯電話２２が外されるので、（前と同じく最初に高輝度、次に低輝度で）ＬＥＤ２のみへパワー供給するようにバッテリ３６が構成される。第２充電放電サイクル８１中にはバッテリ３６からの総エネルギー出力がバッテリ３６への総エネルギー入力を若干超えるように、再びプロセッサ３８がバッテリ３６からの電気エネルギーの供給を調整する。
【００６２】
第２充電放電サイクル８１の終了時から延出する下向き矢印は、下方校正レベル８３に自然に達するまで上記のプロセスが継続することを表す。しかしながら本実施形態では、上方校正レベル８２に達するまでバッテリ３６の充電を増加させるように、第２充電放電サイクル８１の終了時に光電池２０が機器１０に接続される。そして上方および下方校正レベルに達すると必ず、初期化手順が終了してバッテリ残余寿命が再校正される。安全特徴として、充電が上方校正レベルに等しいとプロセッサ３８が検出すると、さらなる電気エネルギーがバッテリ３６へ入力されることが防止される。さて図９を参照して、このような仕組みについてさらに記す。
【００６３】
図９は、さらなる実施形態による、機器のためのバッテリ管理システムの概略図を提示している。機器は、例えば前記実施形態のいずれかに関して記載したのと同様の特徴を包含しうる。この実施形態で、機器はさらに、後述するようにバッテリへ供給されるパワーを調整するため頻度制御システムおよびバッテリ保護システムとして機能する電気コンポーネントを包含する。
【００６４】
駆動機構に提供される入力機械的動作は、交流発電機１７２により交流に変換される。そしてこの交流は整流器１５１により直流に変換される。電圧検知回路Ａ１８５は、整流器と電気的アースとの間に配置され、これらのコンポーネントの間の電位差に従って駆動測定信号ＶＡを出力するように構成される。駆動測定信号ＶＡは、駆動機構を使用した機械的パワー入力に比例する。そして整流器１５１からの電気的パワー出力は、直列パス要素Ａ１８６を介してパワー切換ユニット１９８に提供される。パワー切換ユニット１９８は、（ハウジング内に設けられうる）ＬＥＤ照明１０２とＵＳＢパワー出力１４０と外部照明１２６とを含む幾つかの異なる出力装置への電気的パワー出力を制御する。ソーラー電源のような外部ＤＣ電源１２０も、直列パス要素Ｂ１８７を介してパワー切換ユニット１９８へ電力を入力しうる。図４および５には同等の入出力装置が示されている。電圧検知回路Ｄ１９２は、外部ＤＣ電源１２０の出力と電気的アースとの間の電位差に従って外部パワー信号ＶＤを提供するように配置される。
【００６５】
直列パス要素ＡおよびＢ１８６，１８７は、バッテリ１３６への電流入力に従って信号ＩＢを出力する電流検知回路１８８を介して充電式バッテリ１３６に電気的に接続される。ヒューズのような過電流保護装置１９０は、危険なほど高い電流がバッテリ１３６へ入力されるのを防止するため、電流検知回路１８８とバッテリ１３６との間に電気的に接続される。
【００６６】
電圧検知回路Ｂ１８９は、バッテリ１３６の正および負端子に電気的に接続され、バッテリ１８６での電位差に基づいて信号ＶＢを出力するように構成される。この信号は、バッテリ１３６の充電状態を表している。バッテリ１３６はさらに、バッテリ温度に基づいて信号ＢＴを出力する内部温度センサを備える。
【００６７】
信号ＶＡ，ＶＢ，ＶＤ，ＢＴ，ＩＢはすべて、マイクロ制御装置の形を取りうるプロセッサ１３８へ入力される。プロセッサ１３８は、パワー切換ユニット１９８を使用して異なる出力装置１２０，１２６，１４０の動作を制御するためパワー切換ユニット１９８に電気的に接続される。プロセッサ１３８はさらに、バッテリ保護システム１９１へ三つの電気出力ＷＤ，ＤＣ，ＡＬＴを提供するように構成される。図の実施形態において、バッテリ保護システム１９１は単一のユニットではなく、共通の機能を実施するように組み合わされる電気コンポーネントの集合体である。これらのコンポーネントは、論理ユニット（特に第１および第２ＡＮＤゲート１９６，１９７とＮＯＴゲート１９９）と、比較器１９３と、電圧基準ユニット１９４と、ウォッチドッグ機能ユニット１９５とを含む。
【００６８】
バッテリ１３６での電圧ＶＢを表す電気信号「Ｂａｔｔｅｒｙ＋」は、過電流保護装置１９０とバッテリ１３６との間から比較器１９３へ入力される。比較器１９３は、基準電圧ユニット１９４により提供される基準電圧とこの信号を比較するように構成される。Ｂａｔｔｅｒｙ＋信号が基準電圧を超えると、比較器１９３によりＮＯＴゲート１９９へ正の出力が提供される。このようなシナリオは、バッテリ１３６の充電状態が所定の最大値を超えた時に発生する。それゆえ、Ｂａｔｔｅｒｙ＋信号が基準電圧を下回る場合には、正の信号のみがＮＯＴゲート１９９により各ＡＮＤゲート１９７，１９８へ出力される。
【００６９】
（トランジスタの形の）ウォッチドッグ機能ユニット１９５は、プロセッサ１３８により出力されるウォッチドッグ信号「ＷＤ」の存在を監視し、この信号の検出を受けてＡＮＤゲート１９６，１９７へ正の出力を提供するように構成される。この実施形態において、ウォッチドッグ信号ＷＤは、一定周波数、例えば５Ｈｚを有するパルス二値信号である。プロセッサ１３８により実行されるソフトウェアに従って、プロセッサ１３８は機器の正常動作中にウォッチドッグ信号ＷＤを継続的に出力する。しかしながら、プロセッサ１３８が不具合を検出した場合に、信号ＢＴは、バッテリ温度が安全閾値を上回るか、さもなければプロセッサ１３８にエラーが生じたことを表す。ウォッチドッグ信号ＷＤはもはや出力されない。ウォッチドッグ信号の不在は、ウォッチドッグ機能ユニット１９５により検出され、その結果、このユニットはＡＮＤゲート１９６，１９７へ正の出力を提供しない。
【００７０】
プロセッサ１３８はさらに、駆動測定信号ＶＡが駆動閾値を超えた場合のみ、ここでは「交流信号ＡＬＴ」と呼ばれるパルス二値（方形波）信号を第１ＡＮＤゲート１９６へ出力するように構成される。それゆえＡＬＴ信号の出力は、交流発電機１７２への機械エネルギー入力が所定の閾値を超えたことを表しうる。最後に、「直流充電イネーブル信号」ＤＣは、外部パワー信号ＶＤが入力閾値を上回る場合のみプロセッサ１３８により第２ＡＮＤゲート１９７へ出力される。それゆえＤＣ信号は、外部ＤＣ電源１２０により提供されるパワーがバッテリ１３６に追加充電が入力されうるのに充分なほど高いことを表しうる。
【００７１】
第１および第２ＡＮＤゲート１９６，１９７はそれぞれ、直列パス要素ＡおよびＢ１８６，１８７に（それぞれのゲートを介して）電気的に接続される。その結果、バッテリ１３６が閾値最大充電量を下回り、プロセッサ１３８が正しく機能し（またはエラーを検出せず）、交流発電機１７２により提供される機械的パワーが所与の閾値を上回る時のみ、第１ＡＮＤゲート１９６は直列パス要素Ａ１８６へ駆動信号を出力する。同様に、バッテリ１３６が閾値最大充電量を下回り、プロセッサ１３８が正しく機能し（またはエラーを検出せず）、外部ＤＣ電源１２０により提供されるパワーが閾値を上回る時のみ、第２ＡＮＤゲート１９７は直列パス要素Ｂ１８７へ電流を出力する。
【００７２】
直列パス要素ＡおよびＢ１８６，１８７は、入力電源１７２，１２０とバッテリ１３６との間に調節可能な電気抵抗を設けるように作動可能なトランスデューサの形で用意される。第１ＡＮＤゲート１９６により直列パス要素Ａへ正の出力が提供される場合には、この抵抗は低く、交流発電機１７２の動作によりバッテリ１３６へ電気エネルギーを入力することが可能であろう。同様に第２ＡＮＤゲート１９７により直列パス要素Ｂへ正の出力が提供される場合には、直列パスＢの有効抵抗は、外部ＤＣ電源１２０によりバッテリ１３６へ電力が入力されるのに充分なほど低い。
【００７３】
本実施形態において、プロセッサ１３８は、一定の高電圧と一定の低電圧（例えばゼロボルト）との間のみで交流信号ＡＬＴを変調させるように構成される。しかしながら、この信号は、高電圧期間と低電圧期間との調節可能な時間比でこれらの二つの値の間で変調しうる。ゆえに交流発電機１７２への機械的パワー入力に従ってＡＬＴ信号により提供される平均パワーが変化するように、ＡＬＴ信号のパルス幅が変調されうる。それゆえ、機械的パワー入力が比較的高い場合には、機械的パワー入力が比較的低い場合よりも、第１ＡＮＤゲート１９６により直列パス要素Ａへ提供される平均電力が高くなりうる。結果的に、直列パス要素Ａにより提供される電気抵抗は平均して低く、より多くの電力がバッテリ１３６へ入力される。駆動機構により提供される機械抵抗は、バッテリ１３６に供給される電流に従って変化する。交流信号ＡＬＴと関連する直列パス要素Ａ１８６の動作は、ユーザにより入力される機械的パワーの上昇が駆動機構により提供される機械抵抗を上昇させるようなものである。それゆえ交流発電機１７２の回転速度が調整される。この作用はここでは「頻度調整」と呼ばれる。より多くの機械的パワーを交流発電機１７２へ入力するユーザは、駆動機構の動作により多くの物理抵抗を受けるが、しかしながらユーザが交流発電機１７２へ少ない機械的パワーを入力する際よりも高速でバッテリ１３２を充電する。
【００７４】
外部ＤＣ電源１２０に関して、類似のプロセスが発生する。外部パワー信号ＶＤが外部入力閾値を上回り、検知されたバッテリ１３６の充電状態が閾値最大充電量を下回り、バッテリ温度が安全閾値を下回る場合のみ、直列パス要素Ｂ１８７が作動して外部電源１２０にバッテリ１３６を充電させうる。このような判断は、入力ＶＤ，ＶＢ，ＢＴを受けてプロセッサ１３８により行われる。これらの基準が満たされた際に、プロセッサ１３８は、第１ＡＮＤゲート１９６へ出力されるＡＬＴ信号と類似したＤＣ信号を第２ＡＮＤゲート１９７へ出力する。他のすべてのケースでは、プロセッサ１３８によりこのような信号は出力されず、そのため正の信号が第２ＡＮＤゲート１９７へ、または第２ＡＮＤゲートから提供されない。結果的に直列パス要素Ｂ１８７の電気抵抗は高く、バッテリ１３６を充電するため外部ＤＣ電源１２０からバッテリ１３６へ電流が供給されるのを妨げる。
【００７５】
それゆえ図９の電気アセンブリでは、二つの主な利点が得られる。第一に、例えばプロセッサ１３８に不具合が発生または検出されるか、バッテリ１３６がすでに完全充電されている場合に、さらなる電気エネルギーがバッテリ１３６へ入力されるのを防止するためバッテリ保護システム１９１の形のフェイルセーフ機構が用意される。このようなフェイルセーフ機構はバッテリ１３６の不具合を防止しうる。第二に、電圧検知回路Ａ１８５およびプロセッサ１３８と関連して、直列パス要素Ａ１８６の使用により頻度制御システムが設けられる。頻度制御システムは、高い機械的パワーを駆動システムに印加することによりユーザが高い電力をバッテリ１３６に入力でき、（長尺可撓性部材を含む）駆動機構を高い速度で回転させる必要がないので、有利である。前述したように、両手でたぐる動作を用いて駆動機構が手動で回転される。（手動クランクを使用するなど）機械的動作を入力するための他の幾つかの方法と比較して非常に効率的であるが、この動作を高速で手動により実施するのは困難である。それゆえ高い入力機械的動作がより効率的な手法で電気エネルギー発生機器へ提供されうるように、駆動機構の回転速度そのものを制御することが望ましい。
【００７６】
認識されるだろうが、先行技術よりも多くの電気エネルギーを蓄積および送達できる、電気を発生させるための改良型ポータブル装置が提供される。機器には、操作が容易な駆動機構も設けられる。さらに、充電式バッテリを設けると、光電池などの一つ以上の外部電源と関連した機器の使用を可能にして、ユーザが機械的入力を提供する必要のある頻度を低下させる。機器は外部電源とともにキットとして提供されると好都合でありうる。機器が一定容量のバッテリを使用するが一日あたりで消費されうるエネルギーの量がこれにより固定されないと有利である。バッテリは必要であれば何度も充電されうる。これは、冬期の日光不足を補うためにパネルおよびバッテリの過剰設備が必要である標準的なソーラーシステムと非常に異なっている。それゆえ小型で軽量のバッテリが使用されうる。それゆえ機器は、電気を発生させるための既存のポータブル機器に代わる望ましい代替物であり、オフグリッド市場での使用に特に適している。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月29日(2020.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気を発生させるためのポータブル機器であって、
入力される機械的動作を受けて電気エネルギーを発生させるための電気エネルギー発生装置と、
前記電気エネルギー発生装置により発生される電気エネルギーを蓄積するように構成される充電式バッテリと、
使用中に地面に対する懸架位置に前記機器が懸架されることを可能にするように構成される取付要素と、
エンドレス閉ループとして設けられる長尺可撓性部材を包含する駆動機構であって、ユーザが前記長尺可撓性部材の一部分を把持して少なくとも３０ｃｍの距離にわたって下向きに引っ張り前記長尺可撓性部材を前記取付要素に対して動かすことができるように前記部分が露出している、駆動機構と、
を包含し、
前記ユーザにより直接提供される前記長尺可撓性部材の動きは、電気エネルギーを生成するために前記電気的エネルギー発生装置を駆動する機械的入力である、機器。
【請求項２】
前記バッテリにより供給される電気エネルギーを受けて光を発するように構成される光源をさらに包含する、請求項１に記載のポータブル機器。
【請求項３】
前記光源が発光ダイオードのアレイを包含する、請求項２に記載のポータブル機器。
【請求項４】
幹線電気供給の停電を検出するとともに前記検出された停電に応じて前記光源を作動させるように構成される幹線供給検出器をさらに包含する、請求項２または３に記載のポータブル機器。
【請求項５】
一つ以上の出力コネクタをさらに包含し、前記出力コネクタの各々が外部出力装置と前記バッテリとの間に電気接続を設けるように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項６】
前記一つ以上の出力コネクタがＵＳＢソケットを包含する、請求項５に記載のポータブル機器。
【請求項７】
ユーザにより提供される入力を受けて前記バッテリにより供給される電力を二つ以上の所定値の間で制御するように構成される制御ユニットをさらに包含する、請求項１から６のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項８】
認証手順に基づいて前記バッテリにより供給される電力を制御するように構成されるセキュリティ装置をさらに包含する、請求項１から７のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項９】
前記セキュリティ装置が入力装置を包含し、前記認証手順が、前記入力装置を介してセキュリティコードが入力されるかどうかを監視することと、前記セキュリティコードが入力された場合に前記バッテリからの電力の供給を可能にすることとを包含する、請求項８に記載のポータブル機器。
【請求項１０】
前記バッテリに蓄積される前記電気エネルギーを監視するとともに、前記監視された電気エネルギーに基づいてバッテリ残余寿命を推定するように構成されるプロセッサをさらに包含し、前記バッテリ残余寿命が、前記バッテリに蓄積された前記電気エネルギーが閾値よりも低下するまでに残っている時間を表す、請求項１から９のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１１】
電子ディスプレイをさらに包含し、前記ディスプレイに信号を提供して前記バッテリ残余寿命を前記ディスプレイに表示させるように前記プロセッサが構成される、請求項１０に記載のポータブル機器。
【請求項１２】
前記電子ディスプレイが数字カウンタを包含し、前記信号が前記数字カウンタに前記バッテリ残余寿命を表示させる、請求項１１に記載のポータブル機器。
【請求項１３】
前記バッテリにより供給されるパワーに従って前記バッテリ残余寿命が計算される、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１４】
ブラケットとループとストラップと壁ブラケットとドア取付部とポール取付部とを包含するグループから前記取付要素が選択される、請求項１から１３のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１５】
取付固定具と係合してポータブル機器を前記懸架位置に支持するように前記取付要素が構成される、請求項１から１４のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１６】
前記長尺可撓性部材がスプロケットベルト、チェーン、ストラップ、またはコードである、請求項１から１５のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１７】
前記露出部分が重力により自由に下垂する、請求項１から１６のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１８】
前記長尺可撓性部材が複数のモジュールから形成され、前記モジュールの各々が駆動面と雄型装着部材と雌型装着部材とを包含し、
前記モジュールの各々について、前記雌型装着部材と反対である駆動面の端部に前記雄型装着部材が設けられ、
前記複数のモジュールのうちの第１モジュールの雄型装着部材が、前記複数のモジュールのうち第２モジュールの雌型装着部材と係合して接続要素を形成するように構成され、
前記第１および第２モジュールの前記駆動面の間に前記接続要素が形成され、
前記駆動機構がさらにスプロケットを包含して、前記スプロケットが、前記モジュールの各々の前記駆動面と結合されるように構成される鋸歯部分を包含し、前記スプロケットがさらに、前記長尺可撓性部材の回転中に前記または各接続要素と結合されるように構成される陥凹部分を包含する、
請求項１から１７のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項１９】
前記スプロケットの周長が前記モジュールの各々の長さと等しい、請求項１８に記載のポータブル機器。
【請求項２０】
前記モジュールの各々が第１面と第２面とを包含し、前記第１面が前記第２面と反対であり、前記第１面が前記駆動面を包含し、前記第２面が実質的に平坦である、請求項１８または１９に記載のポータブル機器。
【請求項２１】
前記接続要素が前記第２面より下に延在しない、請求項２０に記載のポータブル機器。
【請求項２２】
制御ユニットとバッテリ保護システムとをさらに包含し、前記制御ユニットが、前記バッテリからの一つ以上の測定量を監視して、前記測定量の各々がそれぞれの所定範囲内にある場合のみ前記バッテリ保護システムへウォッチドッグ信号を出力するように構成され、前記バッテリ保護システムが、前記ウォッチドッグ信号を監視し、前記ウォッチドッグ信号を受けて前記電気エネルギー発生装置から前記バッテリへ供給される電流を制御するように構成される、請求項１から２１のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項２３】
前記一つ以上の測定量が、前記バッテリ温度と前記バッテリでの電位差の一方または各々を含む、請求項２２に記載のポータブル機器。
【請求項２４】
前記制御ユニットがさらに、前記入力機械的動作の規模を表す駆動信号を受信するように構成され、前記制御ユニットが、前記駆動信号が駆動閾値を上回る場合のみ前記ウォッチドッグ信号を出力するように構成される、請求項２２または２３に記載のポータブル機器。
【請求項２５】
外部電源に接続可能な入力コネクタをさらに包含し、前記バッテリがさらに、前記入力コネクタを介して前記外部電源から電気エネルギーを受容するように構成される、請求項１から２４のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項２６】
前記制御ユニットがさらに、前記外部電源により発生される電位差の規模を表す外部パワー信号を受信するように構成され、前記外部パワー信号が入力閾値を上回る場合のみ前記ウォッチドッグ信号を出力するように前記制御ユニットが構成される、請求項２２から２４のいずれかに従属する請求項２５に記載のポータブル機器。
【請求項２７】
前記駆動機構が前記バッテリへの前記電力入力に従って機械抵抗を提供し、前記バッテリへ供給される前記電力を増加させるように、前記入力機械的動作を監視して、前記入力機械動作の増加を受けて前記駆動機構の前記機械抵抗を上昇させるように構成される頻度制御システムを包含する機器である、請求項１から２６のいずれか一項に記載のポータブル機器。
【請求項２８】
請求項１から２７のいずれか一項に記載の機器と外部電源とを包含し、前記外部電源から電気エネルギーを受容するように前記バッテリが構成される、キット。
【請求項２９】
前記外部電源が光電池を包含する、請求項２８に記載のキット。
【国際調査報告】
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